KR20100133378A - 반사 방지 코팅을 갖는 투명 기판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투명 기판(6), 특히 유리 기판에 관한 것으로, 상기 투명 기판(6)은 적어도 하나의 표면상에 고굴절률과 저굴절률이 번갈아 있는 얇은 층들로 된 스택(A)으로 만들어진 반사 방지 코팅을 포함한다. 스택은, 제 1의 고굴절률의 층(1) 및/또는 제 3의 고굴절률의 층(3)이 1보다 큰 아연에 대한 주석의 비율(원자% 단위)로 혼합된 아연 및 주석 산화물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반사 방지 코팅이 투명 기판의 면의 적어도 한 면 상에 제공된 투명 기판, 특히 유리 기판에 관한 것이다.
반사 방지 코팅은 일반적으로 가장 간단한 경우에, 기판의 굴절률과 공기의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 얇은 간섭층으로 구성되고, 가장 복잡한 경우에, 얇은 층으로 된 다중층(일반적으로, 고 굴절률 및 저 굴절률을 갖는 유전 물질을 주원료로 한 층들이 번갈아 이루어진 층)으로 구성된다.
대부분의 종래의 응용에서, 반사 방지 코팅은 광 투과를 증가시키기 위해 기판으로부터의 광 반사를 감소시키는데 사용된다. 그러한 기판은, 예를 들어 페인팅을 보호하거나 상점 카운터 또는 윈도우를 제작하기 위해 의도된 창유리이다. 그러므로, 반사 방지 코팅은 가시 범위에서의 파장만을 고려함으로써 최적화된다.
그러나, 특수 용도를 위한 투명 기판의 투과를 증가시키고, 가시 범위에서의 투과를 증가시킬 필요가 있음이 밝혀졌다.
광전지의 태양 셀 형태의 광을 수집할 수 있는 요소는 전기 에너지로의 광의 변환을 제공하는 흡수제를 포함하는 것이 알려져 있다.
흡수제로서 작용할 수 있는 3원 황동광(ternary chalcopyrite) 화합물은 일반적으로 구리, 인듐 및 셀레늄을 포함한다. 이들은 CISe2 흡수제 층으로 지칭된다. 흡수제의 층은 또한 갈륨{예를 들어 Cu(In,Ga)Se2 또는 CuGaSe2), 알루미늄(예를 들어, Cu(In,Al)Se2), 또는 설퍼(예를 들어, CuIn(Se,S)}를 포함할 수 있다. 이들은 일반적으로 이후부터 황동광 흡수제 층이라 지칭된다.
얇은 층으로서, 다른 흡수제의 집합(family)은 비결정질 또는 미정질일 수 있는 실리콘을 주원료로 하거나, 카드뮴 텔루라이드(CdTe)를 주원료로 한다. 또한 얇은 층으로서 증착되는 비결정질 또는 미정질 실리콘 시스템과 달리, 두꺼운 층으로서 증착되는 50㎛ 내지 25㎛의 두께를 갖는 다결정 실리콘 웨이퍼를 주원료로 한다.
다양한 기술의 이들 흡수제에 대해, 광전지 효과(에너지 변환)가 전체 스펙트럼에 걸쳐 광투과가 최대화되지 않은 경우 상당히 감소된다는 것이 알려져 있다.
그러므로, 효율을 증가시키고, 태양 셀에 중요한 파장에서의 이러한 유리를 통해 태양 에너지의 투과를 최적화하는 것이 유리한 것으로 나타난다.
제 1 해결책은 낮은 함량의 철 산화물(들)을 갖는 극상의-깨끗한(extra-clear) 유리를 이용하는 것이다. 이것은, 예를 들어 Saint-Gobain Glass에 의해 "DIAMANT" 부류로 판매된 유리, 또는 Saint-Gobain Glass에 의해 "ALBARINO" 부류로 판매된 유리일 수 있다.
다른 해결책은 다공성 실리콘 산화물의 단층으로 만들어진 반사 방지 코팅을 외부 면상의 유리에 제공하는 것이며, 물질의 다공성은 굴절률이 하락되도록 한다. 그러나, 이러한 단일-층 코팅의 성능은 그리 높지 않다. 특히 습기에 관해 또한 내구성이 불충분하다.
다른 해결책은, WO 01/94989 및 WO 04/05210에 기재된 것과 같이, 고 굴절률 및 저 굴절률이 번갈아 있는 유전 물질로 만들어진 얇은 층의 반사 방지 코팅을 외부 측면 상의 유리에 제공하는 것이다.
그럼에도 불구하고, 고 굴절률을 갖는 층이 주석 아연 혼합된 산화물을 주원료로 하고 저 굴절률을 갖는 층이 실리콘 이산화물을 주원료로 하는 이러한 유형의 반사 방지 코팅이, 특정한 조건 하에서 템퍼링되고 특정한 기후 상태(특히 높은 상대 습도)에 노출될 때 기판으로부터 분리 해제(debonding)하는 주요 단점을 갖는다는 것이 명백하다.
이러한 해로운 현상은 더 구체적으로, 모든 고 굴절률 층이 Zn75Sn25O(중량%로 표현됨), Zn0 .85Sn0 .15O(원자%로 표현됨, 또는 Zn50Sn50O(중량%로 표현됨), 또는 Zn0.65Sn0.35O(원자%로 표현됨)을 주원료로 하는 다중층에 대해 관찰되었다.
또한, Zn100Sn0O(중량%로 표현됨)의 산화물이 임의의 가수분해 저항을 갖지 않고, 다른 한 편으로, Zn0Sn100O(중량%로 표현됨)이 이러한 특성을 갖는다는 것이 또한 관찰되었다.
이러한 관찰로부터, 그리고 또한 열처리 효과 하에, SnZnO(SnZnOX로 표시됨)의 혼합된 산화물이 비결정질로 유지되는 반면, 개별적으로, 이러한 동일한 열처리 하에, SnO2 및 ZnO가 결정화되는 경향이 있다는 점을 고려함으로써, 본 발명자는, 반사 방지 다중층의 층들(저 굴절률을 갖는 층들은 SiO2로 만들어진다)의 고 굴절률 물질로서, 특정한 혼합된 산화물 조성물은 열처리 이후에 매우 강력한 다중층을 얻을 수 있게 하여, 더욱이 자외선 스펙트럼과 청색 스펙트럼 사이의 파장 범위에서 그리 흡수되지 않는 장점을 제공하며, 상기 파장 범위에서 실리콘을 주원료로 한 태양 셀은 에너지 변환 효율 피크의 부분을 갖는다는 것을 놀랍게 의도치않게 발견했다.
본 발명의 목적은, 그 경우에 열처리 상태에 상관없이 기계적으로 강력하고, 광대역의 파장 대역에서, 특히 가시 스펙트럼에서, 적외선 스펙트럼에서 또는 심지어 자외선 스펙트럼에서 동시에 그것을 지지하는 투명 기판을 통한 투과를 더 증가시킬 수 있는(반사를 더 감소시킬 수 있는) 새로운 반사 방지 코팅의 개발이다.
더욱이, 본 발명의 목적은 태양 셀에 적합한 새로운 반사 방지 코팅의 개발이다.
더욱이, 본 발명의 목적은, 특히 캐리어 기판이 최종 응용에서 어닐링되어야 하거나 템퍼링되어야 하는 유리로 만들어지는 경우에, 열처리를 또한 거칠 수 있는 그러한 코팅의 개발이다.
더욱이, 본 발명의 목적은 외부에서 사용하기에 충분히 내구성이 있는 그러한 코팅의 개발이다.
그러므로, 본 발명의 하나의 목적은 먼저 반사 방지 코팅을 포함하는 투명 기판, 특히 유리 기판이며, 이러한 반사 방지 코팅은 특히 고 굴절률 및 저 굴절률로 번갈아 있는 유전 물질로 만들어진 얇은 층들로 된 다중층으로 만들어지고, 면들 중에서 적어도 하나의 면 상에서 적어도 가시부 및 근적외선에서 반사 방지되며, 상기 다중층은 연속적으로:
- 550nm에서의 1.8 내지 2.3의 굴절률(n1)을 갖고 15 내지 35nm의 기하학적 두께(e1)를 갖는 고 굴절률의 제 1 층과;
- 550nm에서의 1.30 내지 1.70의 굴절률(n2)을 갖고 15 내지 35nm의 기하학적 두께(e2)를 갖는 저 굴절률의 제 2 층과;
- 550nm에서의 1.8 내지 2.3의 굴절률(n3)을 갖고 130 내지 160nm의 기하학적 두께(e3)를 갖는 고 굴절률의 제 3 층과;
- 550nm에서의 1.30 내지 1.70의 굴절률(n4)을 갖고 80 내지 110nm의 기하학적 두께(e4)를 갖는 저 굴절률의 제 4 층을 포함하고,
저 굴절률의 제 2 층 및/또는 저 굴절률의 제 4 층은 실리콘 산화물, 실리콘 옥시니트라이드 및/또는 옥시카바이드를 주원료로 하거나, 혼합된 실리콘 알루미늄 산화물을 주원료로 하고,
고 굴절률의 제 1 층 및/또는 고 굴절률의 제 3 층(3)은 1보다 큰 아연에 대한 주석의 비율(원자%로 표현됨)로 아연 주석 혼합된 산화물을 주원료로 하거나, 실리콘 질화물을 주원료로 한다.
본 발명의 정황 내에서, 용어 "층"은 단일 층, 또는 각각이 표시된 굴절률에 관계되고 기하학적 두께의 합이 또한 해당 층에 대해 표시된 값을 유지하는 층들의 중첩을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 의미 내에서, 층들은 아래에 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 유전 물질, 특히 산화물 또는 질화물 유형의 유전 물질로 만들어진다. 그러나, 이들 중 적어도 하나가 예를 들어 금속 산화물을 도핑함으로써 적어도 약간 전도성이 되도록 변형되는 것이 배제되지 않고, 이것은 예를 들어 또한 반사 방지 기능을 반사 방지 다중층에 제공할 수 있기 위해 이루어진다.
본 발명은 우선적으로 유리 기판에 관한 것이지만, 또한 예를 들어 폴리카보네이트로 만들어진 폴리머를 주원료로 한 기판에 적용될 수 있다.
그러므로, 본 발명은 4-층 유형의 반사 방지 다중층에 관한 것이다. 이것은, 상당한 반사 방지 효과가 달성되도록 층들의 개수가 간섭 상호작용에 대해 충분히 크기 때문에 양호한 절충물이다. 그러나, 이러한 개수는, 예를 들어 자기적으로 개선된(마그네트론) 스퍼터링 유형의 진공 증착 기술에 의해 제품을 대규모로, 산업 라인 상에서, 큰 기판상에서 제작할 수 있게 하는데 충분히 합리적인 상태로 남아있다.
본 발명에 사용된 고 굴절률 층을 형성하는 물질에서의 조성물의 선택 기준은 자외선으로부터 근적외선까지, 캐리어 기판의 투과뿐 아니라 이를 너머서는 가시 범위에서의 상당한 증가를 갖는 광범위하고 강력한 반사 방지 효과를 얻을 수 있게 한다. 이것은 적어도 300 내지 1200nm로 확장하는 파장 범위에 걸친 고성능 반사 방지이다.
고 굴절률을 갖는 제 1 및/또는 제 3 층을 구성하기 위한 가장 적합한 물질은 아연 산화물(ZnO) 및 주석 산화물(SnO2)로부터 선택된 금속 산화물(들)을 주원료로 한다. 특히, 1보다 큰 Sn/Zn 비율(원자%로 표현됨)로 아연 주석산염 유형의 혼합된 Zn/Sn 산화물일 수 있다. 이들은 또한 실리콘 질화물(들)(Si3N4)을 주원료로 할 수 있다. 고 굴절률의 층들 중 하나 또는 다른 것, 특히 적어도 세 번째 층에 대한 질화물 층을 이용하는 것은 기능, 즉 100nm 미만의 두께에 대한 광학적 특성을 크게 손상시키지 않고도 열처리를 더 잘 견딜 수 있는 능력을 다중층에 추가할 수 있게 한다. 그러나, 기능은 태양 셀의 부분을 형성해야 하는 유리에 대해 중요한데, 이는 이 유리가 일반적으로 유리가 500 내지 700℃에서 가열되어야 하는 고온의 템퍼링 유형의 열처리를 거쳐야 하기 때문이다. 이때, 이것이 문제를 일으키지 않고도 열처리 이전에 얇은 층을 증착시킬 수 있는 것이 유리한데, 이는 증착이 임의의 열처리 이전에 수행되는 산업적 관점에서 더 간단하기 때문이다. 따라서, 캐리어 유리가 열처리를 거치도록 의도되는 지에 상관없이 반사 방지 다중층의 단일 구성을 가질 수 있다.
다른 실시예에 따라, 고 굴절률을 갖는 제 1 및/또는 제 3 층은 사실상 여러 개로 중첩된 고 굴절률의 층으로 만들어질 수 있다. 이것은 가장 구체적으로 SnZnO/Si3N4 또는 Si3N4/SnZnO 유형의 이중층(bilayer)일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라, 고 굴절률의 제 1 층 및/또는 고 굴절률의 제 3 층은 1보다 큰 아연에 대한 주석의 비율(원자%로 표현됨)로, 아연 주석 혼합된 산화물 또는 전술한 유형의 이중층으로 전적으로 만들어질 수 있다.
이것의 장점은 다음과 같다: Si3N4는 아연 주석 혼합된 산화물보다 실질적으로 덜 흡수되는데, 이것은 동일한 총 두께에서, 다중층 및 광학 특성의 강력함의 장점 모두를 조합할 수 있게 한다. 특히 가장 두껍고, 열처리로부터 야기된 가능한 열화로부터 다중층을 보호하기 위해 가장 중요한 제 3 층에 대해, 원하는 열처리에 관해 보호 효과를 얻는데 충분한 Si3N4의 두께만을 내려놓고, 아연 주석산염 유형의 아연 주석 혼합된 산화물로 광학적으로 층을 "마무리(top up)"하도록 층을 2개로 분리하는 것이 이로울 수 있다.
저 굴절률을 갖는 제 2 및/또는 제 4 층을 구성하기 위한 가장 적합한 물질은 실리콘 산화물, 실리콘 옥시니트라이드 및/또는 실리콘 옥시카바이드를 주원료로 하거나, 실리콘 알루미늄 혼합된 산화물을 주원료로 한다. 그러한 혼합된 산화물은 순수한 SiO2(이것의 예는 특허 EP 791 562에 주어진다)보다 더 나은 내구성, 특히 화학적 내구성을 갖는 경향이 있다. 2개의 산화물의 각각의 부분은 층의 굴절률을 과도하게 증가시키지 않고도 내구성에서의 예상된 개선을 얻기 위해 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 다중층의 코팅된 기판, 또는 창유리를 형성하기 위해 연관되는 다른 기판에 대해 선택된 유리는 특히, 예를 들어 "DIAMANT" 유형의 극상의-깨끗한 유리(특히 산화철에서 낮음), 또는 예를 들어 "ALBARINO" 유형의 극상의-깨끗한 롤링된 유리 또는 "PLANILUX" 유형의 표준 소다-라임-실리카 깨끗한 유리(모든 3가지 유형의 유리는 Saint-Gobain Vitrage에 의해 판매됨)일 수 있다.
특히 본 발명에 따른 코팅의 이로운 예는 다음과 같은 층의 순서를 포함한다:
4-층의 다중층에 대해:
- SnZnOX/SiO2/SnZnOX/SiO2, Sn/Zn >1이고 원자%로 표현됨;
- SnZnOX/SiO2/Si3N4 + SnZnOX/SiO2, Sn/Zn >1이고 원자%로 표현됨;
- SnZnOX/SiO2/SnZnOX + Si3N4/SiO2, Sn/Zn >1이고 원자%로 표현됨,
이러한 유형의 다중층을 갖는 유리-형 기판, 특히 극상의-깨끗한 유리는 이에 따라 300 내지 1200nm에서, 특히 2mm 내지 8mm의 두께에 대해 적어도 90%의 통합된 투과값을 달성할 수 있다.
본 발명의 다른 주제는 Si 또는 CdTe 또는 황동광 약품(특히 CIS)을 주원료로 한 흡수제를 갖는 유형의 태양 셀을 위한 외부 기판으로서 본 발명에 따른 코팅된 기판이다.
이러한 유형의 제품은 일반적으로 일렬로 장착되고 2개의 유리-형 투명한 강성 기판 사이에 위치한 태양 셀의 형태로 판매된다. 셀은 폴리머 물질(또는 여러 개의 폴리머 물질)에 의해 기판들 사이에 고정된다. 특허 EP 0 739 042에 기재된 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 태양 셀은 2개의 기판 사이에 위치될 수 있고, 기판 사이의 중공 공간은 가장 구체적으로 지방성 시안산염 프리폴리머와 폴리에테르 폴리올의 반응으로부터 유도된 폴리우레탄을 주원료로 한 경화할 수 있는 주조 폴리머로 채워진다. 폴리머는 예를 들어 압력솥(autoclave)에서, 고온(30 내지 50℃에서) 그리고 가능하면 약간의 과도한 압력으로 경화될 수 있다. 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA)와 같은 다른 폴리머가 사용될 수 있고, 다른 배열(예를 들어, 열가소성 폴리머의 하나 이상의 시트는 셀의 2개의 유리 패널 사이에 적층될 수 있다)이 가능하다.
기판들의 조합이 존재하는데, 즉 폴리머와 태양 셀은 "태양 모듈"로 지칭되고 판매된다.
그러므로, 본 발명의 다른 주제는 상기 모듈이다. 본 발명에 따라 변형된 기판을 통해, 태양 모듈은, 동일한 기판을 사용하지만 코팅 없는 모듈에 상대적으로 수 %, 적어도 1, 1.5 또는 2%, 또는 그 이상만큼 그 효율(통합된 전류 밀도로 표현됨)을 증가시킬 수 있다. 태양 모듈이 m2(square meter)뿐 아니라 전달된 전력 단위로 판매된다는 것이 알려져 있는 경우(대략, 태양 셀의 1m2가 약 130와트를 공급할 수 있다는 것이 추정될 수 있다), 효율의 각 추가 %는 주어진 치수의 태양 모듈의 전기적 성능, 이에 따라 가격을 증가시킨다.
본 발명의 다른 주제는 본 발명에 따라 반사 방지 코팅(A)을 갖는 유리 기판의 제조 공정이다. 방법은 진공 기술에 의해, 특히 자기 스퍼터링 또는 코로나 방전에 의해 연속적으로 모든 층들을 증착시키는 것이다. 따라서, 산소의 존재시 해당 금속의 반응 스퍼터링에 의해 산화물 층을 증착시킬 수 있고, 질소의 존재시 질화물 층을 증착시킬 수 있다. SiO2 또는 Si3N4를 제조하기 위해, 충분히 전도성이 되도록 하기 위해 알루미늄과 같은 금속으로 약하게 도핑된 실리콘 타깃에서 시작할 수 있다. 아연 주석 혼합된 산화물을 주원료로 한 층에 대해, 산소의 존재시 아연 또는 주석으로 각각 만들어진 타깃의 공동-스퍼터링 방법, 또는 항상 산소가 존재할 때 주석과 아연의 원하는 혼합물을 주원료로 한 타깃의 스퍼터링 방법을 이용할 수 있다.
또한, 특허 WO 97/43224에서 권고된 바와 같이, 다중층의 몇몇 층들이 CVD형 고온 증착 기술에 의해 증착되는 것이 가능하고, 다중층의 나머지 층은 스퍼터링에 의해 냉각 증착될 수 있다.
본 발명의 세부사항 및 유리한 특징은 이제 도면을 통해 다음의 한정되지 않는 예로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 열처리 상태에 상관없이 기계적으로 강력하고, 광대역의 파장 대역에서, 특히 가시 스펙트럼에서, 적외선 스펙트럼에서 또는 심지어 자외선 스펙트럼에서 동시에 그것을 지지하는 투명 기판을 통한 투과를 더 증가시킬 수 있는 새로운 반사 방지 코팅에 효과적이다.
도 1은 본 발명에 따라 4-층 반사 방지 다중층(A)을 구비한 기판을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 따른 기판을 집적하는 태양 모듈을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 따른 기판을 집적하는 태양 모듈을 도시한 도면.
매우 개략적인 도 1은 4개의 층(1, 2, 3, 4)을 갖는 반사 방지 코팅(A)에 의해 덮인 유리(6)를 단면도로 도시한다.
예 1
이 예에서, 사용된 반사 방지 다중층은 다음과 같다:
| 굴절률 | 예 1 (nm) | |
| Si3N4 (1) | 1.95 - 2.05 | 19 |
| SiO2 (2) | 1.47 | 29 |
| Si3N4 (3) | 1.95 - 2.05 | 150 |
| SiO2 (4) | 1.47 | 100 |
이 예 1은 종래 기술로부터 제 1 예를 구성한다.
예 2
이 예에서, 사용된 반사 방지 다중층은 다음과 같다:
| 굴절률 | 예 2 (nm) | |
| Sn16Zn84Ox (1) | 1.95 - 2.05 | 19 |
| SiO2 (2) | 1.47 | 29 |
| Sn16Zn84Ox (3) | 1.95 - 2.05 | 150 |
| SiO2 (4) | 1.47 | 100 |
이 예 2는 종래 기술로부터 제 2 예를 구성하며, Sn/Zn 비율(원자%로 표현됨)은 0.18이다.
예 3
이 예에서, 사용된 반사 방지 다중층은 다음과 같다:
| 굴절률 | 예 3 (nm) | |
| Sn36Zn84Ox (1) | 1.95 - 2.05 | 19 |
| SiO2 (2) | 1.47 | 29 |
| Si3N4 (3) | 1.95 - 2.05 | 150 |
| SiO2 (4) | 1.47 | 100 |
이 예 3은 종래 기술로부터 제 3 예를 구성하며, Sn/Zn 비율(원자%로 표현됨)은 0.55이다.
이들 예들로부터의 4-층 반사 방지 다중층은 전술한 DIAMANT 범위로부터 4mm의 두께를 갖는 극상의-깨끗한 유리로 만들어진 기판(6) 상에 증착되었다.
예 4, 5, 6은 본 발명에 따른 예이다.
예 4
이 예에서, 사용된 반사 방지 다중층은 다음과 같다:
| 굴절률 | 예 4 (nm) | |
| Sn62Zn38Ox (1) | 1.95 - 2.05 | 19 |
| SiO2 (2) | 1.47 | 29 |
| Sn62Zn38Ox (3) | 1.95 - 2.05 | 150 |
| SiO2 (4) | 1.47 | 100 |
이 예 4는 종래 기술로부터 예를 구성하며, Sn/Zn 비율(원자%로 표현됨)은 1.65이다.
예 5
이 예에서, 사용된 반사 방지 다중층은 다음과 같다:
| 굴절률 | 예 5 (nm) | |
| Sn62Zn38Ox (1) | 1.95 - 2.05 | 19 |
| SiO2 (2) | 1.47 | 29 |
| Si3N4 + Sn62Zn38Ox (3) | 1.95 - 2.05 | 150 |
| SiO2 (4) | 1.47 | 100 |
이 예 5는 본 발명에 따른 다른 예를 구성하며, Sn/Zn 비율(원자%로 표현됨)은 1.65이다. 제 3 층은 이전에 표현된 Sn/Zn 비율에 따라 아연 주석 혼합된 산화물 층으로 코팅된 실리콘 질화물 층을 포함하는 이중층이다.
예 6
이 예에서, 사용된 반사 방지 다중층은 다음과 같다:
| 굴절률 | 예 6 (nm) | |
| Sn62Zn38Ox (1) | 1.95 - 2.05 | 19 |
| SiO2 (2) | 1.47 | 29 |
| Sn62Zn38Ox + Si3N4 (3) | 1.95 - 2.05 | 150 |
| SiO2 (4) | 1.47 | 100 |
이 예 6은 본 발명에 따른 다른 예를 구성하며, Sn/Zn 비율(원자%로 표현됨)은 1.65이다. 제 3 층은 코팅된 실리콘 질화물 층으로 코팅된 이전에 표현된 Sn/Zn 비율에 따라 아연 주석 혼합된 산화물 층으로 코팅된 실리콘 질화물 층을 포함하는 이중층이다.
예 5 및 6에 대해, 층(3)은 SnZnO의 100nm 및 Si3N4의 50nm를 포함하였다.
6개의 예에 대해, 열처리(예를 들어 템퍼링) 이후에 HH 테스트의 결과를 제공하는 요약표인 표 7이 아래에 주어진다.
| 예의 번호 | HH 테스트(광전지 표준) |
| 1 | N OK |
| 2 | N OK |
| 3 | N OK |
| 4 | OK |
| 5 | OK |
| 6 | OK |
HH 테스트의 설명은 아래에 주어진다.
이 테스트는 습기 열(humid heat)에 대한 저항성 테스트이다. 이것은 샘플이 장기간 습기 침투 효과를 견딜 수 있는지의 여부를 결정할 수 있게 한다.
다음의 엄격한 조건이 적용되었다:
- 테스트 온도 : 85℃ ± 2℃;
- 상대 습도 : 85% ± 5%;
- 테스트 지속기간 : 1000h.
테스트의 유효성 조건은 다음과 같다:
주요 시각적 결점의 어떠한 출현도 테스트 이후에 검출되지 않아야 한다. 이후 샘플은 적합(OK)한 것으로 선언된다.
예들을 유효하게 하기 위한 다른 테스트는 일정한 온도에서 층을 갖는 유리를 중성 염 습기 대기(EN 1086 표준)에 가하는 것이다. 중성 염수는 25℃(±2℃)에서 50 g/l의 농도를 얻기 위해 30㎲ 미만의 전도도를 갖는 탈염된(demineralized) 물에서 NaCl을 용해시킴으로써 얻어진다. 테스트 지속기간은 21일이다. 이전에서와 같이, 주요 시각적 결점의 어떠한 출현도 테스트 이후에 검출되지 않아야 한다.
예 4, 5, 6에 따른 반사 방지 코팅으로 코팅된 유리는 태양 모듈의 외부 유리로서 장착된다. 도 2는 본 발명에 따른 태양 모듈(10)을 매우 개략적으로 도시한다. 모듈(10)은 다음의 방식으로 형성된다: 반사 방지 코팅(A)을 구비한 유리(6)는 "INNER" 유리로서 알려진 유리(8)와 결합된다. 이러한 유리(8)는 4mm 두께를 갖는 템퍼링된 유리와, 깨끗한/극상의-깨끗한 유형(Planidur DIAMANT)으로 만들어진다. 태양 셀(9)은 2개의 유리 패널 사이에 위치되고, 그런 후에 폴리우레탄-주원료의 경화가능 폴리머(7)은 특허 EP 0 739 042의 전술한 가르침에 따라 내부-유리 공간에 부어진다.
각 태양 셀(9)은 알려진 방식으로, p-n 접합 및 프린팅된 전후 전기 접점을 형성하는 실리콘 "웨이퍼"로 만들어진다. 실리콘 태양 셀은 다른 반도체(예를 들어 CIS, CdTe, a-Si, GaAs, GaInP를 주원료로 하는 유형의 황동광 약품을 주원료로 한 것과 같은)를 이용하는 태양 셀로 대체될 수 있다.
본 기판은, 가시 범위(특히 차량 앞유리를 위한 타깃팅 응용)에서 비-법선 입사에서 반사 방지 효과를 최적화하는데 적합한 반사 방지 코팅에 관련된 국제 특허 WO 0003209 및 WO 0194989에 기재된 본 발명에 대한 개선을 구성한다. 더욱이, 특징(층, 굴절률, 두께의 특성)은 전술한 특징에 가깝다. 유리하게, 그러나 본 발명에 따른 코팅은, 두께가 감소되고 특히 태양 모듈 분야에서 유리한 응용에 대해 선택된 층을 갖는다. 특히, 1보다 큰 원자%로 표현된, 특히 아연 주석 혼합된 산화물의 Sn/Zn 비율의 조성물을 갖는 더 두꺼운 제 3 층(일반적으로 적어도 120nm 및 최대 120nm인)은 더 강력한 다중층을 얻을 수 있게 한다. 따라서, 이러한 특정한 선택에 의해, 템퍼링 동작을 겪은 이후조차, 시간에 따라 벗겨지지 않는 층을 얻을 수 있게 된다.
Claims (12)
- 반사 방지 코팅을 포함하는 투명 기판(6), 특히 유리 기판으로서, 상기 반사 방지 코팅은 특히 고 굴절률 및 저 굴절률로 번갈아 있는 유전 물질로 만들어진 얇은 층들로 된 다중층(A)으로 만들어지고, 면들 중에서 적어도 하나의 면 상에서 적어도 가시부 및 근적외선에서 반사 방지되며, 상기 다중층은 연속적으로:
- 550nm에서의 1.8 내지 2.3의 굴절률(n1)을 갖고 15 내지 35nm의 기하학적 두께(e1)를 갖는 고굴절률의 제 1 층(1)과;
- 550nm에서의 1.30 내지 1.70의 굴절률(n2)을 갖고 15 내지 35nm의 기하학적 두께(e2)를 갖는 저굴절률의 제 2 층(2)과;
- 550nm에서의 1.8 내지 2.3의 굴절률(n3)을 갖고 130 내지 160nm의 기하학적 두께(e3)를 갖는 고굴절률의 제 3 층(3)과;
- 550nm에서의 1.30 내지 1.70의 굴절률(n4)을 갖고 80 내지 110nm의 기하학적 두께(e4)를 갖는 저굴절률의 제 4 층(4)을 포함하고,
- 저굴절률의 제 2 층(2) 및/또는 저굴절률의 제 4 층(4)은 실리콘 산화물, 실리콘 옥시니트라이드 및/또는 옥시카바이드를 주원료로 하거나, 혼합된 실리콘 알루미늄 산화물을 주원료로 하는, 투명 기판(6)에 있어서,
- 고굴절률의 제 1 층(1) 및/또는 고굴절률의 제 3 층(3)은 1보다 큰 아연에 대한 주석의 비율(원자%로 표현됨)로 아연 주석 혼합된 산화물을 주원료로 하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판. - 제 1항에 있어서, 상기 기판은 깨끗하거나 극상의-깨끗한, 바람직하게는 강화된 또는 템퍼링된(tempered) 유리로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다중층(A)은 다음의 층의 순서, 즉 SnZnOx 또는 Si3N4/SiO2/SnZnOx 또는 Si3N4/SiO2(Sn/Zn > 1, 원자%로 표현됨)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 고굴절률의 제 1 층 및/또는 고굴절률의 제 3 층은 Si3N4/SnZnOx 또는 SnZnOx/Si3N4 유형의 이중층(bilayer)으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다중층(A)은 다음의 층의 순서, 즉 SnZnOx/SiO2/Si3N4/SnZnOx/SiO2(Sn/Zn > 1, 원자%로 표현됨)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다중층(A)은 다음의 층의 순서, 즉 SnZnOx/SiO2/SnZnOx/Si3N4/SiO2(Sn/Zn > 1, 원자%로 표현됨)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 300 내지 1200nm의 파장 범위에 걸쳐 적어도 90%의 통합된 투과를 갖는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
- Si 또는 CdTe 또는 황동광을 주원료로 한 흡수제를 갖는 유형의 복수의 태양 셀(9)을 포함하는 태양 모듈(10)의 투명 외부 기판으로서, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 기판(6)의 용도.
- Si, CIS, CdTe, a-Si, GaAs 또는 GaInP 유형의 복수의 태양 셀(9)을 포함하는 태양 모듈(10)로서,
외부 기판으로서, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 기판(6)을 갖는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈. - 제 9항에 있어서, 외부 기판을 사용하지만 반사 방지 다중층(A)을 갖지 않는 모듈에 비해 적어도 1, 1.5 또는 2%의 효율(통합된 전류 밀도로서 표현됨)의 증가를 갖는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈.
- 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 2개의 유리 기판(6, 8)을 포함하며, 태양 셀(9)은 경화가능 폴리머(7)가 부어진 내부-유리 공간에 위치되는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 기판(6)을 얻는 방법으로서,
반사 방지 다중층(A)은 스퍼터링에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는, 기판을 얻는 방법.
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