KR20100110140A - 태양전지용 다층박막 구조 - Google Patents
태양전지용 다층박막 구조 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100110140A KR20100110140A KR1020090028562A KR20090028562A KR20100110140A KR 20100110140 A KR20100110140 A KR 20100110140A KR 1020090028562 A KR1020090028562 A KR 1020090028562A KR 20090028562 A KR20090028562 A KR 20090028562A KR 20100110140 A KR20100110140 A KR 20100110140A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thin film
- refractive index
- solar cell
- layer
- film layer
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 117
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 Ta 2 O 5 Substances 0.000 claims description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 77
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 16
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 15
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000475 sunscreen effect Effects 0.000 description 1
- 239000000516 sunscreening agent Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 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
- H01L31/04—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
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
-
- 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
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe 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
- H01L31/02—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
-
- 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
- H01L31/04—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
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
- H01L31/0465—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising particular structures for the electrical interconnection of adjacent PV cells in the module
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 태양전지용 다층박막 구조에 관한 것으로 태양전지 모듈을 보호하는 투명 기판위에 다수의 고굴절률 박막층과 저굴절률 박막층이 교대로 코팅된 구조를 가지며, 다수의 저굴절률 박막층 중 어느 한 층의 박막두께가 다른 고굴절률 박막층의 박막두께보다 더 두껍고, 다른 저굴절률 박막층의 박막두께보다 1.5배 이상 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.
태양전지, 다층박막, 고굴절률, 저굴절률, 코팅
Description
본 발명은 태양전지에 관한 것으로, 특히 태양전지에서 완충 재료로 사용되는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트의 자외선에 의한 변색 방지를 위해 자외선 차단 기능을 갖는 태양전지용 다층박막 구조에 관한 것이다.
태양전지(solar cell)는 빛을 받아서 전압과 전류를 발생시키는 발전소자이다. 태양전지는 크게 단결정이나 다결정의 실리콘 기판을 사용하는 벌크(bulk)형과 박막의 증착 등에 의하여 형성되는 박막형으로 구분할 수 있다. 벌크(bulk)형의 경우, 모듈화를 위한 셀 사이의 연결은 일반적으로 알루미늄(aluminum) 띠를 사용하여 각 셀에 용접하고 알루미늄띠를 교차하여 연결함으로써 직렬 접속을 완성한다. 이 경우, 직렬 접속에 의한 저항을 줄이기 위하여 알루미늄은 충분히 두꺼워야 하며 일반적으로 셀의 제작 후에 패킹(packing) 공정에 속하는 모듈 제작 과정에서 이루어진다. 이에 비하여 박막형의 태양전지는 일반적으로 셀의 제작 과정과 모듈의 제작 과정이 분리되지 않고, 하나의 공정에서 이루어진다. 따라서 박막형 태양전지의 제작 과정에서 셀과 셀의 분리와 전기적 연결은 태양전지의 제작비용에 있 어서 높은 비중을 차지하고 있다.
도 1 은 종래 실리콘 박막을 사용하는 태양전지(100)의 구조를 예시한다.
종래 박막 태양전지(100)는 투명 기판(110)에 형성되는 반사방지막(120)과, 완충부재로 사용되는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트(125)와, 태양전지 모듈인 투명 도전성 산화물 전극(131, 132)과, 제1 전극층(141, 142)과, 발전영역(151, 152)과, 제2 전극층(161, 162)과, 전도체층(171, 172), 및 절역막(181)을 포함하여 구현된다.
투명 기판(110)은 습기, 먼지, 파손 등 외부환경으로부터 태양전지 모듈을 보호하는 역할을 하며, 유리기판으로 구현된다. 반사방지막(120)은 투명 기판(110)을 투과하는 빛의 양을 증가시키고 반사율을 낮추는 역할을 한다. 반사방지막(120)은 투명 기판(110) 표면에 1.8∼2.6의 굴절률을 갖는 SiO2, Al2O3, Si3N4, CeO2 등과 같은 물질을 코팅하여 형성될 수 있다. EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트(125)는 습기침투 등 외부 환경으로부터 태양전지 모듈을 보호하고, 태양전지 모듈과 반사방지막(120)을 접착해 봉인하는 역할을 한다. 투명 도전성 산화물 전극(131, 132)은 light trapping(빛 가둠)을 최대한 증가시켜 주는 역할을 한다. 태양전지 모듈 중 투명 도전성 산화물 전극(131, 132)은 가시광선에서의 높은 투과율과 전기전도도를 갖는 ITO 산화물(Indium-Tin Oxide)로 구현될 수 있다.
태양전지는 보통 20년 동안 초기 출력 대비 80% 수준까지 발전 효율을 보여야 한다. 태양전지의 수명을 단축시키는 주요 원인으로는 태양전지의 열화 현상, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트의 변색, 전극의 산화에 의한 직렬저항의 증대로 인한 전력 손실이 있다. 특히, 태양전지에서 완충부재로 사용되는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트는 자외선에 노출되면 노화 현상으로 변색이 시작된다. 초기에는 부분적으로 백화현상을 나타내게 되며, 시간이 지날수록 심화되어 전 면적에 백화현상이 나타나게 되어 태양전지에 도달하는 태양광의 투과율을 감소시킨다. 이로 인해 태양전지의 발전효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지에 자외선 차단 코팅층을 형성하여 태양전지의 수명을 늘릴 수 있는 태양전지용 다층박막 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자외선 차단 뿐만 아니라 가시광선의 반사방지 및 근적외선 차단이 가능한 태양전지용 다층박막 구조를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상에 따른 태양전지용 다층박막 구조는 투명 기판위에 다수의 고굴절률 박막층과 저굴절률 박막층이 교대로 코팅된 구조를 가지며, 다수의 저굴절률 박막층 중 어느 한 층의 박막두께가 다른 고굴절률 박막층의 박막두께보다 더 두껍고, 다른 저굴절률 박막층의 박막두께보다 1.5배 이상 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명의 태양전지용 다층박막 구조는 투명 기판위에 다수의 고굴절률 박막층과 저굴절률 박막층이 교대로 코팅된 구조를 가지며, 다수의 저굴절률 박막층 중 어느 한 층의 박막두께가 다른 고굴절률 박막층의 박막두께보다 더 두껍고, 다른 저굴절률 박막층의 박막두께보다 1.5배 이상 두껍게 형성됨으로써, 태양전지에 사용되는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트의 변색의 원인이 되는 자외선을 차단하여 태양전지의 수명을 늘일 수 있는 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양전지용 다층박막 구조는 가시광선의 투과율을 높이는 한편 자외선과 근적외선을 차단하도록 구현됨으로써, 태양전지의 발전효율을 높이면서 태양전지의 수명을 늘일 수 있는 유용한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에서는 투명 기판위에 다수의 고굴절률 박막층과 저굴절률 박막층을 교대로 코팅함으로써, 가시광선 파장대의 투과율을 높이고 자외선과 근적외선의 투과율을 낮추어 태양전지 모듈의 수명을 늘일 수 있도록 태양전지용 다층박막을 구현하였다. 본 발명의 태양전지용 다층박막의 층수는 5층 내지 15층으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 실시예에서는 본 발명의 목적을 달성하기 위해 수회에 걸친 실험에 의해서 산출된 최적의 태양전지용 다층박막 구조를 제시한다. 또한, 본 명세서에서 고굴절률 박막층은 굴절율이 2.0 이상, 2.4 이하인 박막층이고, 저굴절률 박막층은 굴절율이 1.38 이상, 1.46 이하인 박막층이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지용 다층박막 구조를 갖는 태양전지의 구성을 도시한다.
도시한 바와 같이, 태양전지는 투명 기판(110)과, 태양전지용 다층박막(200)과, 완충부재(310)와, 태양전지 모듈(300)를 포함한다. 도 2에는 도시하지 않았지만, 태양전지 모듈(300) 후면에는 태양전지 모듈(300)을 보호하는 유리기판이 장착 된다.
투명 기판(110)은 습기, 먼지, 파손 등 외부환경으로부터 태양전지 모듈(300)을 보호하는 것으로, 유리 기판으로 구현될 수 있다. 태양전지용 다층박막(200)은 본 발명의 특징부로서 자외선 및 근적외선을 차단하고 가시광선 투과율을 높여주는 역할을 한다. 투명 기판(110)에 태양전지용 다층박막을 코팅하는 방법으로는 진공증착, 스퍼터링, 기상증착, 스핀코팅, Sol-gel Dipping, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등이 있다.
완충부재(310)는 습기침투 등 외부 환경으로부터 태양전지 모듈(300)을 보호하고, 태양전지 모듈(300)과 투명 기판(110)을 접착해 봉인하는 역할을 하는 것으로, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트로 구현된다. 태양전지 모듈(300)은 태양광을 받아서 전압과 전류를 발생시키는 발전소자로 구성된다. 일례로 태양전지 모듈(300)은 투명 도전성 산화물 전극과, 제1 전극층과, 발전영역과, 제2 전극층과, 전도체층 및 절역막을 포함하는 구현될 수 있다. 이 같은 태양전지 모듈(300)의 구성은 이 출원 이전에 널리 공지되어 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 다층박막 구조(200)를 도시한다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 태양전지용 다층박막 구조(200)는 투명 기판(110)위에 제1 저굴절률 박막층(211), 제1 고굴절률 박막층(221), 제2 저굴절률 박막층(212), 제2 고굴절률 박막층(222), 제3 저굴절률 박막층(213), 제3 고굴 절률 박막층(223), 제4 저굴절률 박막층(214), 제4 고굴절률 박막층(224), 제5 저굴절률 박막층(215), 제5 고굴절률 박막층(225)이 순차적으로 코팅된 구조이다.
여기서, 고굴절률 박막층은 TiO2, Ta2O5, Ti2O3, Si3N4, Ti3O5, ZrO2, Nb2O5, DLC(Diamond-Like Carbon), 또는 DLC+Si, DLC+Ti와 같이 DLC(Diamond-Like Carbon)를 주성분으로 하는 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 저굴절률 박막층은 SiO2, MgF2, DLC(Diamond-Like Carbon), 또는 DLC+Si, DLC+Ti와 같이 DLC(Diamond-Like Carbon)를 주성분으로 하는 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
일반적으로 알려진 바와 같이, 비정질 탄소층(amorphous carbon layer, ACL)은 sp2와 sp3 결합의 비율에 따라 PLC(Polymer Like Carbon), DLC(Diamond Like Carbon), GLC(Graphite Like Carbon)로 분류된다. 여기서, DLC(Diamond-Like Carbon) 또는 DLC(Diamond-Like Carbon)를 주성분으로 하는 물질로 증착된 박막의 굴절률(Refractive Index)과 흡광계수(Extinction Coefficient)는 증착장비에서 사용한 전력/압력비가 상승할수록 증가한다. 이에 DLC(Diamond-Like Carbon) 또는 DLC(Diamond-Like Carbon)를 주성분으로 하는 물질은 증착조건에 따라 본 발명에 따른 고굴절률률 박막층 또는 저굴절률률 박막층을 형성할 수 있다.
가시광선 파장대의 투과율을 높이고 자외선과 근적외선의 투과율을 낮추기 위해서는 고굴절률 박막층과 저굴절률 박막층의 정확한 굴절률 조절뿐만 아니라 막의 두께 조절이 필수적이다. 도3에 도시한 태양전지용 다층박막 구조(200)에서 다수의 저굴절률 박막층(211, 212, 213, 214, 215) 중 어느 한 층의 박막두께는 다른 고굴절률 박막층(221, 222, 223, 224, 225)의 두께보다 더 두껍게 형성되며, 다른 저굴절률 박막층의 박막두께보다 1.5배 이상 두껍게 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명의 태양전지용 다층박막 구조(200)에서 가장 두꺼운 저굴절률 박막층은 150㎚ 이상의 두께를 갖으며, 모든 고굴절률 박막층(221, 222, 223, 224, 225)은 150㎚ 이하의 두께를 갖도록 형성된다.
도 4a는 본 발명에 따른 태양전지용 다층박막 구조 실시예의 물리적인 특성을 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a에 따른 태양전지용 다층박막 구조를 갖는 투명기판에서의 파장대별 광 투과율을 측정한 그래프이다.
먼저, 도 4a를 참조하면 기준 광원의 파장은 510(Å)이고 광원 전달 매개체는 공기를 사용하는 조건에서, 고굴절률 박막층(Layer 1, Layer 3, Layer 5, Layer 7, Layer 9)은 굴절률(Refractive Index)이 2.3078이고, 흡광계수(Extinction Coefficient)는 0.0000127인 Nb2O5 (5 산화 니오브)를 사용하고, 저굴절률 박막층(Layer 2, Layer 4, Layer 6, Layer 8, Layer 10)은 굴절률이 1.4600이고, 흡광계수(Extinction Coefficient)는 0.0000000인 SiO2 (이산화규소)를 사용하였다.
또한, 고굴절률 박막층(Layer 1, Layer 3, Layer 5, Layer 7, Layer 9)의 박막 두께는 층별로 14.0㎚, 33.3㎚, 49.1㎚, 32.2㎚, 12.0㎚이고, 저굴절률 박막층(Layer 2, Layer 4, Layer 6, Layer 8, Layer 10)의 박막 두께는 층별로 74.0㎚, 31.0㎚, 29.9㎚, 60.2㎚, 230.0㎚이다. 도 4a에서 최후막(最厚膜) 저굴절률 박막층(Layer 10)의 박막두께는 230.0㎚이다.
이하, 도 4b를 참조하여 도 4a와 같은 태양전지용 다층박막 구조를 갖는 투명기판에서의 파장대별 광 투과율을 살펴보면, 380㎚ 이하의 광 파장대에서 투과율은 30% 이하이고, 400㎚∼800㎚의 광 파장대에서 투과율은 90% 이상임을 알 수 있다. 이에 도 4a와 같은 태양전지용 다층박막 구조는 태양전지에 사용되는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트의 변색 원인이 되는 자외선을 차단하여 태양전지의 수명을 증대시키는 한편 가시광선 파장대의 투과율을 높여 태양전지의 발전효율을 상승시키게 된다.
한편, 도 4b에서 1100㎚ 이상의 광 파장대에서 투과율은 1100㎚에서 98%의 투과율이지만 파장대역이 증가할수록 투과율이 점점 낮아지다가 2000㎚ 이상의 파장대역에서 80% 정도의 투과율을 보이고 있다. 이 같이 도 4a와 같은 태양전지용 다층박막 구조는 1100㎚ 이상의 근적외선을 차단하는 기능을 갖도록 구현됨으로서 태양전지 모듈의 작동온도와 모듈의 저항을 낮추어 발전효율을 향상시키게 된다.
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1 은 종래 실리콘 박막을 사용하는 태양전지(100)의 구조를 예시한다.
도 2 는 본 발명에 따른 태양전지용 다층박막 구조를 갖는 태양전지의 구성을 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 다층박막 구조를 도시한다.
도 4a 는 본 발명에 따른 태양전지용 다층박막 구조 실시예의 물리적인 특성을 나타낸 도면이다.
도 4b 는 도 4a에 따른 태양전지용 다층박막 구조를 갖는 투명기판에서의 파장대별 광 투과율을 측정한 그래프이다.
Claims (6)
- 태양전지용 다층박막 구조에 있어서,투명 기판위에 다수의 고굴절률 박막층과 저굴절률 박막층이 교대로 코팅된 구조를 가지며,상기 다수의 저굴절률 박막층 중 어느 한 층의 박막두께가 다른 고굴절률 박막층의 박막두께보다 더 두껍고, 다른 저굴절률 박막층의 박막두께보다 1.5배 이상 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 다층박막 구조.
- 제 1 항에 있어서,상기 다수의 저굴절률 박막층 중 최후막 저굴절률 박막층의 박막두께는 150㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 다층박막 구조.
- 제 1 항에 있어서,상기 고굴절률 박막층은 굴절율이 2.0 이상, 2.4 이하인 박막층인 것을 특징으로 하는 태양전지용 다층박막 구조.
- 제 3 항에 있어서,상기 고굴절률 박막층은 TiO2, Ta2O5, Ti2O3, Si3N4, Ti3O5, ZrO2, Nb2O5, DLC 또는 DLC를 포함하는 물질 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 다층박막 구조.
- 제 1 항에 있어서,상기 저굴절률 박막층은 굴절율이 1.38 이상, 1.46 이하인 박막층인 것을 특징으로 하는 태양전지용 다층박막 구조.
- 제 5 항에 있어서,상기 저굴절률 박막층은 SiO2, MgF2, DLC 또는 DLC를 포함하는 물질 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 다층박막 구조.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090028562A KR101149308B1 (ko) | 2009-04-02 | 2009-04-02 | 태양전지용 다층박막 구조 |
| US12/732,483 US20100252100A1 (en) | 2009-04-02 | 2010-03-26 | Multi-layer thin film for photovoltaic cell |
| DE102010003379A DE102010003379A1 (de) | 2009-04-02 | 2010-03-29 | Mehrschichtiger Dünnfilm für photovoltaische Zelle |
| CN201010140054A CN101859805A (zh) | 2009-04-02 | 2010-03-30 | 用于光伏电池的多层薄膜 |
| JP2010082192A JP2010245533A (ja) | 2009-04-02 | 2010-03-31 | 太陽電池用多層薄膜構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090028562A KR101149308B1 (ko) | 2009-04-02 | 2009-04-02 | 태양전지용 다층박막 구조 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100110140A true KR20100110140A (ko) | 2010-10-12 |
| KR101149308B1 KR101149308B1 (ko) | 2012-05-24 |
Family
ID=42825177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090028562A KR101149308B1 (ko) | 2009-04-02 | 2009-04-02 | 태양전지용 다층박막 구조 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100252100A1 (ko) |
| JP (1) | JP2010245533A (ko) |
| KR (1) | KR101149308B1 (ko) |
| CN (1) | CN101859805A (ko) |
| DE (1) | DE102010003379A1 (ko) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120024362A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-02-02 | Primestar Solar, Inc. | Refractive index matching of thin film layers for photovoltaic devices and methods of their manufacture |
| KR101283072B1 (ko) * | 2011-10-18 | 2013-07-05 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 |
| CN103579389B (zh) * | 2012-07-30 | 2016-12-21 | 比亚迪股份有限公司 | 一种太阳能电池组件及其制备方法 |
| WO2014146317A1 (zh) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | 韩华新能源（启东）有限公司 | 新型光伏组件 |
| JP6816714B2 (ja) * | 2015-03-18 | 2021-01-20 | 住友化学株式会社 | 反射板を有する光電変換素子 |
| CN105185923A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-23 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 水汽阻隔膜及其制作方法、柔性显示器件及其制作方法 |
| CN105824061B (zh) * | 2016-04-28 | 2018-01-02 | 西安应用光学研究所 | 一种氟化镁中波红外光学窗口高强度保护膜的膜系结构 |
| TWI615988B (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-21 | 具有抗反射頻譜增加結構的光電元件 | |
| CN110034197A (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-19 | 协鑫能源工程有限公司 | 光伏组件 |
| TWI703725B (zh) * | 2019-08-28 | 2020-09-01 | 友達光電股份有限公司 | 顯示裝置 |
| CN111477708A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-31 | 北京金茂绿建科技有限公司 | 一种光伏组件用灰色前板玻璃及其制备的灰色光伏组件 |
| CN114815004B (zh) * | 2022-05-20 | 2024-03-15 | 无锡泓瑞航天科技有限公司 | 一种红外金属化全通型蓝宝石窗片及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH556548A (de) * | 1972-09-19 | 1974-11-29 | Balzers Patent Beteilig Ag | Aus abwechselnd hoch- und niederbrechenden oxidschichten aufgebautes verlustarmes, hochreflektierendes vielschichtsystem. |
| US4229066A (en) * | 1978-09-20 | 1980-10-21 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Visible transmitting and infrared reflecting filter |
| JPS60208813A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | 光電変換装置とその製造方法 |
| JPH03218822A (ja) * | 1989-03-07 | 1991-09-26 | Asahi Glass Co Ltd | 紫外線遮断ガラス |
| JP2538479Y2 (ja) * | 1991-11-06 | 1997-06-18 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| US5332618A (en) * | 1992-02-07 | 1994-07-26 | Tru Vue, Inc. | Antireflection layer system with integral UV blocking properties |
| JP3006266B2 (ja) * | 1992-03-10 | 2000-02-07 | トヨタ自動車株式会社 | 太陽電池素子 |
| EP0632507A3 (en) * | 1993-05-12 | 1995-11-22 | Optical Coating Laboratory Inc | Cover for solar cells which reflects UV / IR rays. |
| FR2730990B1 (fr) * | 1995-02-23 | 1997-04-04 | Saint Gobain Vitrage | Substrat transparent a revetement anti-reflets |
| US5933273A (en) * | 1997-06-11 | 1999-08-03 | Mcdonnell Douglas Corporation | Ultraviolet blocking coating and associated coated optical element |
| FR2793889B1 (fr) * | 1999-05-20 | 2002-06-28 | Saint Gobain Vitrage | Substrat transparent a revetement anti-reflets |
| EP1248959B1 (de) * | 1999-12-22 | 2006-06-21 | Schott Ag | Uv-reflektierendes interferenzschichtsystem |
| JP2003107242A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Seiko Epson Corp | Ｕｖカットフィルタ |
| JP2002258035A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-11 | Seiko Epson Corp | 多層膜カットフィルター及びその製造方法 |
| JP2003062921A (ja) * | 2001-06-11 | 2003-03-05 | Bridgestone Corp | 透明複合フィルム |
| JP2004317738A (ja) * | 2003-04-15 | 2004-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 紫外光遮蔽素子とその製造方法及び光学装置 |
| FR2858816B1 (fr) * | 2003-08-13 | 2006-11-17 | Saint Gobain | Substrat transparent comportant un revetement antireflet |
| JP4565105B2 (ja) * | 2005-05-02 | 2010-10-20 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | 太陽電池用の光学薄膜およびその製造方法 |
| JP2007251114A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Keihin Komaku Kogyo Kk | 光学多層膜を有した高性能太陽光電池用基板及びその製造方法 |
| WO2007138791A1 (ja) | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Mitsubishi Electric Corporation | アナログ絶縁マルチプレクサ |
-
2009
- 2009-04-02 KR KR1020090028562A patent/KR101149308B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-03-26 US US12/732,483 patent/US20100252100A1/en not_active Abandoned
- 2010-03-29 DE DE102010003379A patent/DE102010003379A1/de not_active Ceased
- 2010-03-30 CN CN201010140054A patent/CN101859805A/zh active Pending
- 2010-03-31 JP JP2010082192A patent/JP2010245533A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102010003379A1 (de) | 2010-11-25 |
| KR101149308B1 (ko) | 2012-05-24 |
| US20100252100A1 (en) | 2010-10-07 |
| CN101859805A (zh) | 2010-10-13 |
| JP2010245533A (ja) | 2010-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101149308B1 (ko) | 태양전지용 다층박막 구조 | |
| JP5330400B2 (ja) | 改良された抵抗率を有する層で被覆したガラス基板 | |
| US9196772B2 (en) | Layered element and photovoltaic device comprising such an element | |
| RU2423755C2 (ru) | Лицевой контакт с промежуточным слоем (слоями), смежным(и) с ним для использования в фотоэлектрических устройствах, и способ его производства | |
| JP6181637B2 (ja) | 多層電子デバイス | |
| KR101862200B1 (ko) | 전기변색 기판 시스템, 전기변색 기판 시스템이 이용되는 스마트 윈도우 기판 시스템 및 스마트 윈도우 기판 시스템의 제작 방법 | |
| EP1956659A1 (en) | Solar battery and solar battery module | |
| US20080105293A1 (en) | Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same | |
| US20080105298A1 (en) | Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same | |
| EP1458035A2 (en) | Solar cell module having a surface side covering material with a specific nonwoven glass fiber member | |
| SA109300073B1 (ar) | إلكترود أمامي للاستخدام في جهاز ڤٌلطائي ضوئي وطريقة لتصنيعه | |
| JP2010534929A (ja) | 太陽電池の前面基板と太陽電池の前面基板の使用方法 | |
| KR20100094988A (ko) | 광을 수집할 수 있는 요소의 개선 | |
| US20140318609A1 (en) | Semitransparent photoconversion device | |
| JPS59143362A (ja) | パツシベ−シヨン膜 | |
| EP2690470B1 (en) | Plastic lens | |
| WO2008093933A1 (en) | Semitransparent crystalline silicon thin film solar cell | |
| JP5001722B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| US20230039806A1 (en) | Method of manufacturing a solar cell with integral cover glass, and cell obtained | |
| KR101618532B1 (ko) | 태양전지 모듈 및 이의 제조방법 | |
| KR101677430B1 (ko) | 점진적인 굴절률의 투명전극을 가진 질화갈륨 기반의 태양전지 및 그 제조방법 | |
| US20110023950A1 (en) | Photovoltaic cell substrate | |
| CN113228301A (zh) | 用于光伏面板的盖板 | |
| JPH06232437A (ja) | 可撓性薄膜光電変換素子 | |
| KR102690610B1 (ko) | 투명도와 색상을 독립적으로 조절할 수 있는 박막태양전지 및 그 제조방법 |
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 | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |