KR20110062507A - 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자 - Google Patents
그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110062507A KR20110062507A KR1020090119252A KR20090119252A KR20110062507A KR 20110062507 A KR20110062507 A KR 20110062507A KR 1020090119252 A KR1020090119252 A KR 1020090119252A KR 20090119252 A KR20090119252 A KR 20090119252A KR 20110062507 A KR20110062507 A KR 20110062507A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- converter
- green
- green light
- polycrystalline silicon
- Prior art date
Links
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 94
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 57
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims description 52
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 37
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 16
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 3
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005090 crystal field Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- BFMKFCLXZSUVPI-UHFFFAOYSA-N ethyl but-3-enoate Chemical compound CCOC(=O)CC=C BFMKFCLXZSUVPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000003840 hydrochlorides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 208000017983 photosensitivity disease Diseases 0.000 description 1
- 231100000434 photosensitization Toxicity 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum 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
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/055—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
-
- 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
- H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
- H01L31/036—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 their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0368—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 their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors
- H01L31/03682—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 their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자에 관한 것으로, 그 목적은 다결정 실리콘 태양전지 소자의 전기적 파라미터를 높이는 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이러한 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 전면에 코팅되어 효율을 증가시킨 다결정 실리콘 태양전지 소자를 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 0.25~10 wt% 그린 발광 형광체와, 0.1~1 wt% 실리콘 입자와, 나머지는 에폭시(-C-O-C-)기 또는 실리콘-유기 화합물(-C-O-Si-C-)기 고분자로 조성되어 100 wt%를 이루는 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이러한 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 전면에 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자를 특징으로 한다.
광학 컨버터, 다결정 실리콘, 태양전지 소자, 그린 발광
Description
본 발명은 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자에 관한 것으로, 자세하게는 낮은 효율을 가지는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 전면에 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 코팅하여 개방 전압, 단락 전류 밀도, 충진율(fill factor)과 같은 전기적 파라미터를 높여 효율을 증가시키는 기술에 관한 것이다.
태양에너지 분야는 재생에너지 분야 중에서 특히 전 세계 에너지의 핫이슈가 되고 있다. 미국, 독일, 스페인, 호주 및 한국은 재생에너지 자원의 비율을 증가시키기 위해서 태양에너지에 대한 장기 프로그램을 운영하고 있다.
태양전지 소자는 원소 실리콘으로 만들어지는데 보통 그 생산 비용이 높은데 비해 태양전지 소자의 질은 낮은 경우가 많다[참고문헌 1].
태양에너지 분야의 R&D기간은 50년 이상이며 가장 성공적인 적용 분야가 정 지 궤도상의 우주선에 에너지를 공급하는 분야이다. 우주 공간 태양전지 소자는 활성 태양전지 소자의 1m2 당 200W까지 제공한다.
상기에서 언급되었듯이 주요 광전 우주 공간 태양전지 소자는 단결정 실리콘으로 만들어지며 우주 공간 내에서 태양 광 파워가 1000 W/m2이면 그 소자가 200 W/m2를 제공하므로 그 효율은 20%를 나타낸다.
또한 점유율은 작지만 헤테로-접합 IIIA-VB로 구성된 태양전지 소자가 있으며 그 효율은 J. Alferov의 데이터에서 알려졌듯이 40% 이상이다. 그러나 이러한 종류의 소자는 너무 고가여서 실용적이지 못하며 사용이 제한되고 있다.
하지만 단결정 실리콘 태양전지 소자의 적용분야는 매우 광범위하다. 1 kWp 공칭 용량당 최대 10,000 $의 10,000 kW 급 태양광 발전소가 있다. 단결정 태양전지 소자에서 가장 고가를 점유하는 부분은 단결정 실리콘과 웨이퍼 생산 기술의 비용이다.
상기와 같은 단결정 실리콘 소자의 제반문제점으로 인해 최근 많은 연구 노력이 지향되는 분야는 다결정 실리콘으로 효율적인 태양전지 소자를 개발하는 분야이다. 이러한 다결정 실리콘 반도체 물질은 1 × 10-6 % 이하의 통제 성분을 갖는 고순도 원료 실리콘으로 만들어지고 있다.
단결정이 아닌 다결정 실리콘은 잉곳으로 사용될 수 있으며 그 소자 셀은 결정 지향을 갖는다. 다결정 실리콘 셀의 생산은 단결정 성장이 없으므로 많은 에너 지 소비를 필요로 하지 않는다.
따라서 초 고순도 실리콘의 다결정 잉곳은 단결정 잉곳보다 보통 35~40% 정도 더 저렴하다. 원료 물질의 비용 때문에 많은 실험실과 플랜트에서는 더 저렴한 다결정 실리콘에 기반한 광전 셀을 생산하고 있다.
그러나 대량 생산된 다결정 소자의 효율은 약 10~11%이고 다결정 광전 소자의 일부 특별한 샘플만이 약 13~14%를 나타낸다.
상기한 다결정 실리콘 태양전지 소자의 저에너지 전환의 원인을 살펴보면, 먼저 태양전지의 웨이퍼 두께가 120 ~ 260 μm 이기 때문이다. 웨이퍼의 후면은 고체 전극을 가지는 반면에 그 전면에는 p-n 접합이 위치하며 이는 반도체 내에서 주요 전기 운반체인 전자와 정공을 개별적으로 분리하여 저장하게 한다. 이 접합 소자의 깊이는 보통 약 30~40 μm에 가깝다. 원소 실리콘은 n≒3의 높은 반사율을 가지고 있어 태양광이 웨이퍼로부터 반사될 수 있다.
광 반사를 피하기 위해서 전면 웨이퍼 표면은 반사 방지 성분, 보통 강한 청색을 띠는 실리콘 나이트라이드(Si3N4)로 코팅된다. 이는 반사 방지 웨이퍼 상에서 다결정의 비배향된 구조의 블로킹이 잘 보이는 이유이다. 지표면에 도달하는 태양광의 스펙트럼 영역은 λ= 290 nm에서 최대 λ= 4 ~ 10 mm 이므로 명백히 반사 방지 층에 이 스펙트럼을 효과적으로 공급하는 것은 불가능하다. 최상의 경우에 그러한 층은 450~700 nm의 좁은 스펙트럼 영역에서 유용할 수 있고, 이 스펙트럼 영역 에서의 반사를 최대 38~45%까지 감소시킬 수 있다. 다결정 실리콘 태양전지 소자의 효율 손실의 첫 번째 이유는 광학적인 것으로 웨이퍼로부터의 광 반사가 분명하다.
또한 다결정 실리콘의 효율 손실에 대한 두 번째 이유는 단결정 실리콘에 비해 운반체의 더 작은 이동도와 관련이 있다. 다결정 실리콘 내에서 전기 운반체의 낮은 이동도는 다음과 같은 단결정 실리콘 소자의 주요 파라미터의 감소를 수반한다.
- 15~25% 범위의 개방 전압
- 20~30% 범위의 단락 전류 밀도
- 22~35% 범위의 충전율
상기 언급된 전기적 파라미터의 손실은 효율 감소의 원인이 되는 것 같다.
또한 다결정 실리콘 태양전지 소자에서 손실이 일어나는 또 다른 이유가 있다. 이는 최대 태양 스펙트럼(λmax = 470 nm)과 최대 스펙트럼 실리콘 광 감응(λ=940 nm)의 편차와 관련이 있다. 실리콘의 최대 스펙트럼 광 감응 파장은 태양광 최대 스펙트럼 파장의 두 배 정도이다. 이 편차를 해결하기 위한 시도가 알려져 있으며 H. J. Hovel[참고문헌 4]의 논문에서 묘사된다. 그는 발광 루비로 단결정 실리콘 웨이퍼의 코팅을 제안하였으며 다결정 실리콘 태양전지 소자의 효율 증가는 절대값으로 1%를 나타내었다. 이 논문에서는 유기 염료와 함께 고분자 코팅도 시도하였다. 그러나 그 효과가 미미하고 너무 복잡한 기술로서 상업적으로 적용되지는 않았다. 그리고 제안된 논문은 다음과 같은 심각한 단점을 가지고 있다.
- 낮은 효율 증가
- 대규모 루비 단결정 생산의 복잡한 기술
- 열적 팽창과 본질적인 스펙트럼 반사의 차이 때문에 루비 스펙트럼 전환기와 단결정 실리콘 소자의 연결 문제 미해결
단결정 실리콘 셀 소자에 대한 복합체 필름 컨버터를 개발한 제안[참고문헌 5]은 좀 더 상세하다. 이 소자는 무기 형광체 입자가 생산 공정 내에서 초-분산된 에틸비닐 아세테이트 필름으로 구성된다. 상기의 문제를 해결하기 위해서 세륨에 의해 활성화된 가넷 구조를 갖는 알루미늄 실리케이트(Y3Al5O12:Ce) 형광체를 사용할 것을 제안하였고 이는 460에서 최대 560 nm의 영역에서 효과적인 재-발광을 제공한다. 이 제안된 기술에 따른 특허 시제품은 그 본질적인 효율을 20~25%까지 증가시킬 수 있다. 그 기술적 해결책의 실현에도 불구하고 지금까지 해결하지 못한 문제점이 있는데 이는 [참고문헌 6]에서도 보고되었다.
다결정 실리콘 태양전지 소자의 효율을 증가시키기 위해서, 예를 들어 25, 30, 35, 40% 증가시키기 위해서 주 문제는 개방 전압, 단락 전류 밀도, 충진율과 같은 다결정 실리콘 태양전지 소자의 전기적 파라미터를 증가시키는 방법이다. 기존의 해결 방법은 고가이고 공급이 부족한 단결정 실리콘 소자와 관련이 있다.
참고로 도 5는 시판용 다결정 실리콘 태양전지 소자의 사진을 나타낸다. 태양전지(Cell) 소자는 6인치의 길이를 갖는다. 웨이퍼의 표면은 Si3N4의 반사 방지층으로 코팅되어 있고 그 층 때문에 웨이퍼는 다크 블루 반사를 갖는다. 그 전면에는 실버 페이스트로 만든 두 줄의 전극이 있다. 특별한 용접기를 사용하여 전극 호일로 두 개의 전극 출구가 연결된다. 다결정 실리콘 태양전지 소자의 후면은 고체 알루미늄 전극을 갖는다.
실험을 통해 얻어진 데이터를 설명하면 먼저, 다결정 실리콘 태양전지 소자는 다결정 실리콘 잉곳의 슬라이스로 반도체 실리콘의 다결정 슬라이스에서 다른 결정의 블록들이 선명하게 관찰된다.
육안을 통해 얼룩이 반사로 관찰된다. 이는 각 분리된 블록 소자 내 반사율과 관련이 있다. 단결정 실리콘 태양전지 소자의 블록 구조에서는 이러한 얼룩이 존재하지 않는다.
[참고문헌]
[참고문헌 1] T. S. Moss, G. J. Burrell, B. Ellcs, Semiconductor opto-electronis/Butterworths and LTD London ,1973
[참고문헌 2] M. A. Green, Third Generation photovoltaics: Advanced Solar Energy Conversion/ Springer-Verlag, Berlin, 2003
[참고문헌 3] M. M. Koltun, Optic and metrology of solar cell elements Moscow, Science 1985, 279 pp
[참고문헌 4] H. J Hovel et al., Solar Energy Materials, Vol.2 N19(1979)
[참고문헌 5] N. P. Soshchin et al., Pat. PK/20070112051, 2007-11-22
[참고문헌 6] N. P. Soshchin, Luo WeiHong, B. PaulTzai, A. Unishkov, The spectral converter for Polysilicon solarcell, Nanotechnology in China, International Conference Mart 2008. P 108-109/
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다결정 실리콘 태양전지 소자의 전기적 파라미터를 높이는 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다결정 실리콘 태양전지 소자의 전기적 파라미터를 높이는 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 전면에 코팅되어 효율을 증가시킨 다결정 실리콘 태양전지 소자를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 0.25~10 wt% 그린 발광 형광체와, 0.1~1 wt% 실리콘 입자와, 나머지는 에폭시(-C-O-C-)기 또는 실리콘-유기 화합물(-C-O-Si-C-)기 고분자로 조성되어 100 wt%를 이루는 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 제공함으로써 달성된다.
상기 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 두께는 50~250μm로 코팅되고 그 컨버터 내에 분산된 그린 발광 형광체와 나노 실리콘 입자의 크기는 컨버터 두께의 최대 1/500~1/1000 인 것을 특징으로 한다.
상기 그린 발광 스펙트럼 컨버터는 300~460 nm 영역의 단파장 태양광을 강하게 흡수하고, 500~580nm의 광 파장을 재-방출하여 태양전지 소자의 에너지 전환을 20~50% 증가시키는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시(-C-O-C-)기 또는 실리콘-유기 화합물(-C-O-Si-C-)기 고분자는 분자량 M=10000 탄소 단위에서 최대 M=25000 탄소 단위를 가지며 반사율은 n=1.35에서 최대 n=1.65의 범위에 존재하고, 80~180℃의 온도에서 경화되는 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 그린 발광 형광체는 Eu+2, Ce+3, Dy+3 중 어느 하나의 희토 원소에 의해 활성화된 IIA 그룹 양이온 원소의 orthorhombic 고용상을 기반으로 하며 하기와 같은 화학양론식을 갖는 것을 특징으로 한다.
(화학양론식)
(∑Me+2)8Si4O16:∑Ln+2,+3 , 이 식에서
∑Me+2=Ca+2 and/or Sr+2 or Ba+2 and/or Mg, and ∑Ln=Eu+2 and Ce+3 and/or Dy+3
상기 그린 발광 형광체는 활성제인 희토 원소의 함량이 0.05~5% 원자일 때 [Mg]=0.01~0.05, [Ba]=0.5~0.8, [Sr]=0.05~0.1의 원자 공유로 구성된 것을 특징으 로 한다.
상기 그린 발광 형광체의 여기 스펙트럼은 UV 및 청색광의 영역이고 스펙트럼 최대 발광 파장은 505 ~ 545 nm의 범위이며 높은 스펙트럼 휘도에 대한 최대 발광은 10 mW/nm 이상이고 그 광학 컨버터 내 그린 발광 형광체의 농도는 0.25 ~ 10 wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 입자는 기하학적 크기가 2~50 nm이며 구-타원 형태로 겉보기 밀도가 1.0 g/cm3 이하이고 그 광학 컨버터 내 나노 실리콘 입자의 농도는 0.1~1 wt%인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 다른 실시형태로 상기 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 다결정 실리콘 태양전지 소자 전면에 코팅 형성되어 전력을 발생하는 모듈로 이루어지고, 전기적 파라미터인 개방 전압이 1.5~2.4%, 단락 전류 밀도가 4.4~20%, 충전율이 1~20.7% 증가되어 총 효율 증가는 10~46.5%인 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자를 제공함으로써 달성된다.
상기 모듈은 36~72개의 셀로 조합되며 셀들은 직렬 또는 병렬 회로로 연결되어 구성된 것을 특징으로 한다 .
상기 다결정 실리콘 태양전지 소자는 웨이퍼의 두께가 120~260μm인 박막 다결정 실리콘 웨이퍼로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 다결정 실리콘 태양전지 소자는 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅됨으로써 UV 광의 반사율을 20~80% 감소시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전기적 p-n 접합을 갖춘 다결정 실리콘 박막 웨이퍼를 기반으로 하는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 전면에 박막 필름 형태의 고분자 복합체로 이루어진 그린 발광 스펙트럼 컨버터로 코팅하여 다결정 실리콘 태양전지 소자의 효율을 획기적으로 증가시킴으로써 단결정 실리콘 태양전지 소자를 사용하지 않고도 저렴한 생산비를 가지는 다결정 실리콘 태양전지 소자로 높은 효율의 전기를 생산할 수 있다는 장점을 가진다.
특히, 상기 코팅된 고분자 필름 형태의 그린 발광 스펙트럼 컨버터는 그 조성 농도가 0.25~10% mass인 나노 크기의 그린 발광 형광체와 반도체 실리콘의 조성을 함유하며, UV 영역을 포함하는 단파장 영역에서의 광 흡수와 동시에 500~580 nm의 영역에서 광을 발광함으로써 다결정 태양전지 소자의 효율을 증대시킨다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 코팅 전후의 다결정 실리콘 셀 소자의 300~1000 nm의 범위 내에서 스펙트럼 반사를 나타낸 그래프로, 도 1의 (a)는 컨버터 코팅 전의 초기 다결정 실리콘 셀 소자의 300~1000 nm의 범위 내에서 스펙트럼 반사를 나타내고, 도 1의 (b)는 컨버터 코팅 후의 다결정 실리콘 태양전지 소자의 300~1000 nm의 범위 내에서 스펙트럼 반사를 나타낸다.
먼저 도 1의 (a)는 폴리-실리콘 상에 반사 방지 Si3N4 박막의 표면 반사를 나타낸다. 16개 실험 셀을 통해 그 전형적인 반사는 500~700 nm에 대해 약 30~33%이다. 다소 높은 반사도는 넓은 스펙트럼 영역에서 폴리-실리콘 표면에 대한 Si3N4 층을 사용하여 더 적은 반사를 얻는 것이 쉽지 않음을 나타낸다. Si3N4 층이 갖는 그러한 높은 반사도는 폴리-실리콘 광전 셀에서 높은 효율을 얻기가 너무 어려우며 웨이퍼로부터의 복사선 손실의 대부분이 효율 손실의 본질적인 부분임을 의미한다.
300~500 nm 영역의 단파장에서 반사도는 더 높아져 약 40%에 도달할 수 있다.
500~700 nm 영역에서는 비교적 완만한 반사 라인을 나타낸 후 반사도는 다시 증가하게 된다. 반사도의 작은 요동도 관찰할 수 있다. 예를 들어 940~960 nm 영역에서 반사도는 감소하다가 980 nm 영역에서 다시 증가한다.
이는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 초기 16개 샘플에 대한 컨버터의 코팅 전 곡선에서 나타나는 전형이다.
또한 본 발명에 따른 도 1의 (b)를 살펴보면 먼저 300~500nm 영역에서 단파장 반사율의 감소를 볼 수 있다. 도 1의 (a)와 도 1의 (b) 스펙트럼 곡선에서 차이의 그래픽 적분은 단파장 영역에서 반사율이 2배 이상 감소하는 것을 나타낸다.
스펙트럼 최대가 508~512 nm에 위치하는 블루-그린 스펙트럼 영역에서 그린 발광 스펙트럼 컨버터 발광을 관찰할 수 있다. 이 스펙트럼 최대의 반-너비는 70~80 nm이고 컨버터 부피 내 나노 크기의 그린 발광 형광체의 위치에 의해 설명될 수 있다. 가시광 스펙트럼의 반사 영역의 장파장 끝에서부터는 반사의 본질적인 증가 없이 반사 오실레이션이 40~50%인 것을 알 수 있다. 그러나 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 갖춘 코팅된 웨이퍼에 대한 반사율의 적분값이 컨버터가 없는 웨이퍼에 대한 반사율의 적분값보다 더 적다.
따라서 그린 발광 스펙트럼 컨버터는 반사율을 감소시켜 다결정 실리콘 태양전지 웨이퍼에 닿는 복사선 점유를 증가시키며 이는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 광학적 효율을 증진시킨다.
그린 발광 스펙트럼 컨버터를 갖춘 웨이퍼와 갖추지 않은 웨이퍼의 반사가 두 배 정도 차이나는 것을 알 수 있다. 따라서 그린 발광 스펙트럼 컨버터는 유용 한 광학적 여기 스펙트럼의 반사를 감소시킨다.
그로 인해, 태양 복사선의 대부분은 다결정 실리콘 웨이퍼에 상호작용하고 이는 광-전기적 전류의 발생 증가를 수반함을 알 수 있다. 또한, 500~550nm의 그린 광 최대 범위의 위치는 웨이퍼 표면에 닿는 광 양자의 수를 증가시킨다. 부가적인 그린 양자는 폴리-실리콘의 최적 광 감응에 가까운 영역에 위치한다.
이 실험적 사실의 결론은 다결정 실리콘 소자에 의해 발생되는 전기적 전류의 증가이다. 아래에 보여지듯이 모든 가능한 과정이 다결정 실리콘에서 일어나며 태양 복사선의 전환 효율은 태양전지 소자의 전기적 파라미터(개방 전압, 단락 전류 밀도, 충진율)와 함께 동시에 증가한다.
상기와 같은 전반적 현상은 그린 발광 스펙트럼 컨버터 구조 내에 사용된 그린 발광 형광체와 관계가 있다. 그러나 반도체 실리콘의 나노 입자도 또한 그린 발광 스펙트럼 컨버터 내에 포함된다.
나노 입자의 반도체 실리콘에 의해 어떠한 광학적 현상이 야기될 수 있는지 살펴보면 알려진 바와 같이 나노 실리콘은 태양 단파장 복사선의 매우 강력한 흡수제이다. 그것은 실리콘의 에너지 갭이 1.1 eV와 같다는 것과 관계가 있다.
단파장 태양 스펙트럼 에너지는 2.2~3.6 eV이기 때문에 실리콘의 나노 입자는 단파장 태양 스펙트럼을 쉽게 흡수한다. 실리콘 입자의 양이 증가하면 300 nm에서 최대 400 nm의 스펙트럼 범위의 태양 복사선 흡수 또한 증가한다. 실리콘 입자는 흡수한 단파장 복사선을 가시광 또는 적외선 범위로 재방출한다.
그러나 그린 발광 형광체 없이 나노 실리콘만으로 코팅된 다결정 실리콘 셀의 실험은 나노 실리콘 입자의 첨가가 개방 전압을 증가시키는 것을 보여준다. 동시에 이는 단락 전류 밀도도 또한 증가시킨다. 나노 실리콘 입자(그레인)의 첨가가 웨이퍼 표면의 내부와 경계에서 나노 실리콘 입자의 전류 전도 체인을 수반하는 것으로 가정할 수 있다. 이 전기 전도성 실리콘 입자는 다결정 실리콘 결정 소자의 불균질 지향된 블록을 균질한 소자로 결합시킬 수 있다. 이로써 소자의 전체 전도도 또는 전기적 파라미터가 변화된다.
나노 실리콘 입자의 존재가 다결정 실리콘 태양전지 소자의 특성에 미치는 영향은 아래에 설명된다. 요약된 실험 데이터로부터 다결정 실리콘 태양전지 소자의 전면에 접촉한 단위 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 작용은 다음과 같다.
- 적외선 및 단파장 영역의 반사 복사선 공유의 증가
- 그린 발광 공유의 증가 및 500 nm보다 큰 범위에서 그린 스펙트럼 발광의 출현
- 다결정 실리콘 태양전지 소자 웨이퍼의 전체 전기 전도도의 변화
다결정 실리콘 태양전지 소자의 그러한 광학-전기적 파라미터 변화는 다른 문헌에서 설명된 적이 없다.
이 독특한 특성은 120~260 μm 두께의 박막 웨이퍼에 기반한 다결정 그리고 단결정 태양전지 소자에서 실현될 수 있다. 언급된 다결정 실리콘 웨이퍼는 50~250 μm 두께의 그린 발광 스펙트럼 컨버터에 접촉하며 그 컨버터의 용적 내에 형광체와 나노 실리콘 입자가 그린 발광 스펙트럼 컨버터 층의 최대 1/500~1/1000의 크기로 존재한다.
우선, 그린 발광 스펙트럼 컨버터는 다결정 실리콘 웨이퍼에 접촉한 이차원 평행 디바이스이다. 웨이퍼 상에 코팅된 박막 필름으로서, 그 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 두께는 웨이퍼 두께에 견줄 수 있다.
그러나 그린 발광 스펙트럼 컨버터는 적어도 두 고체 물질, 구체적으로 헤테로-상 고분자 내에 무기 형광체와 실리콘을 갖는 고분자 구조이다. 두 고체 물질은 나노 크기이다.
그린 발광 스펙트럼 컨버터의 최대 두께가 260 μm이면 고체 물질의 최대 260 ~ 520 nm 입자가 이차 상으로 컨버터 용적 내에 분포된다. 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 이보다 더 얇은 층이면, 예를 들어 50 μm이면 형광체와 실리콘 입자 크기는 50 ~ 100 nm가 되어야 한다. 즉, 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 두께가 감소하면 헤테로-상 컨버터 내에 고체 물질의 크기 또한 감소되어야 한다.
두 고체 물질 즉, 충전제는 나노 크기이며, 이는 나노 물체에 전형적인 비정상적 특성을 갖는다.
나노 크기 입자의 첫 번째 특징은 물리적 광 분산 모델의 변화를 수반하는 것이다. 입자가 여기 복사선 파장에 직면하면 physic Mu, 즉, 분산률이 입자 크기에 비례하는 Relay law에 따른 나노 크기 입자가 갖는 분산에 따라 높은 광학 분산을 관찰할 수 있다.
Relay law에 따르면 나노 입자의 광 분산은 매우 낮다. 이 결론은 여기 태양 복사선이 분산 손실이 낮은 웨이퍼 표면에 도달한다는 사실에 의해 알 수 있다.
나노 입자의 두 번째 특징은 본 발명에 따른 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 자가-조직 능력 즉, 그린 발광 스펙트럼 컨버터 부피 내에서 자발적으로 정돈된 구조를 형성할 수 있는 가능성이다. 스펙트럼 컨버터 용적 안에 충전된 그린 발광 형광체와 실리콘 입자의 이러한 구조는 대체로 광전 소자의 물리적 특성에도 또한 영향을 미친다.
그러한 종류의 비정상적인 현상은 광학적으로 활성인 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 갖는 다결정 실리콘 태양전지 소자에서 나타나며 언급된 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 재료들이 λ=300~480 nm의 범위의 단파장 태양 복사선을 강하게 흡수 하여 λ=500~580 nm의 범위의 파장을 발광하고 이로 인해 태양전지 소자에서 태양 복사선의 전환 효율을 20~50% 증가시킨다.
이러한 현상의 물리적인 베이스는 상기에 설명되었으며 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 갖춘 소자에서 단파장 반사의 본질적인 감소가 지적되었다. 따라서 도 1에 따라 도시된 스펙트럼에서 재-발광이 관찰된다. 이 점에서 본 발명은 구체적이다. 모든 현상은 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 갖춘 다결정 실리콘 태양전지 소자에서 관찰될 수 있으며 전환 효율은 20~50% 증가한다.
그린 발광 스펙트럼 컨버터가 없는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 일반적인 효율은 약 9~11% 이다. 한편, 충전 성분인 실리콘과 형광체가 없이 고분자만으로 층을 형성한 다결정 실리콘 태양전지 소자는 또 다른 특성을 보인다.
이는 중요한 실험적 별첨으로 모든 비정상적 특성이 헤테로-상 그리고 다성분 컨버터에 고유한 것임을 입증한다.
본 발명에 따른 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 그러한 종류의 효과는 광학적으로 활성인 컨버터가 웨이퍼에 직접적으로 접촉하고 있는 다결정 실리콘 태양전지 소자에서 실현될 수 있으며 웨이퍼에 광학적으로 활성인 컨버터의 직접적인 접촉이 웨이퍼 스펙트럼의 UV 영역의 반사에서 20~80% 감소를 야기하는 동시에 복합재료 컨버터의 충전제로 형광체와 실리콘의 도움으로 개방 전압, 단락 전류 밀도를 증가 시키고 충진율은 최대 0.72까지 증가시킨다.
본 발명에 따른 연구 과정에서 다결정 실리콘 태양전지 소자의 광학 파라미터 또는 전기적 특성의 변화가 언급된 광학 스펙에 의해 조절되는 것을 알았다. 또한 단파장 스펙트럼의 웨이퍼 반사의 감소가 개방 전압 증가와 단락 전류 밀도 증가를 수반하는 것을 발견하였다. 아래에 보여지는 바와 같이 이 변화는 파라미터에서 2~10% 증가하며, 이는 광학적으로 활성인 컨버터의 충전제로 형광체와 나노 실리콘의 농도와 동시에 일어난다. 형광체와 실리콘의 농도에서 증가는 충진율 FF와 같은 적분 파라미터에 의해 나타낼 수 있다.
소자의 충진율의 초기 값은 0.68 이하이지만 컨버터의 코팅 후, 이 적분 충진율은 최대 0.72까지 증가한다.
실험한 웨이퍼에 대한 구체적인 값은 하기의 표 1에 나타낸다. 다결정 실리콘 태양전지 소자의 기본적인 전기적 파라미터는 제안된 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 사용에 의해 최대 10%까지 증가하며 전체 효율은 최대 20~50%까지 증가한다. 이전의 연구 결과에서 이와 유사한 결과는 찾을 수 없으며 이는 제안된 발명의 중요성과 우선권을 증명한다.
이러한 장점은 고분자 물질 즉, 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 갖춘 광전 다결정 실리콘 태양전지 소자에서 실현될 수 있다. 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 구성하는 고분자는 평균 분자량 M=10000~25000 탄소 단위와 굴절률 n=1.35~1.65를 갖는 에폭시(-C-O-C-)기 또는 실리콘-유기 화합물(-C-O-Si-C-)기의 열 경화로 구성된다.
상기 발명을 상세히 살펴보면 먼저, 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 위한 연결 베이스는 고분자 에폭시(-C-O-C-)기 또는 고분자 실리콘-유기 화합물(-C-O-Si-C-)기 이다. 이는 매우 널리 사용되는 고분자로, 전세계적으로 많은 화학회사들에 의해 제조되고 있다. 우리는 분자량이 M=10000~25000 탄소 단위를 갖는 고분자를 선택하였다. 그러한 분자량을 갖는 고분자는 액상에서 높은 이동도를 가지며 그린 발광 형광체 그리고 나노 실리콘 입자와 쉽게 혼합된다. 고분자는 T=110~150℃에서 1~3 시간 이내에 열적으로 경화되어 높은 광학적 투명도를 유지한다. 고분자의 열팽창량은 폴리-실리콘의 열팽창량과 유사하다.(αT=6*10-7 g-1).
또한 본 발명에 따른 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 구성하는 고분자의 중요한 특징은 경화된 상에서 굴절률이다. 에폭시 고분자에 대한 굴절률은 보통 no=1.58이다. 반면에 우리는 n=1.42의 굴절률을 갖는 실리콘-유기 고분자를 선택하였다. 그러한 낮은 값의 굴절률은 컨버터 층의 반사를 감소시켜 전 파장 영역에 대해 반사도가 25% 이하에 도달하는 것을 허락한다. 이는 좁은 스펙트럼 영역에서, 정확하게는 λ=550~630 nm 에서 투명도를 얻을 수 있는 Si3N4로 만들어진 종래의 코팅을 갖는 실리콘 웨이퍼로부터 반사 값을 본질적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명에 제안된 구조의 그린 발광 스펙트럼 컨버터와 재료의 이러한 매우 중요한 이점은 다결정 실리콘 태양전지 소자에 적용될 수 있다. 그린 발광 스펙트럼 컨버터 부피 내에 함유된 그린 발광 형광체는 다음 화학양론식을 가지며 희토 원소 Eu+2, Ce+3, Dy+3에 의해 활성화된 IIA 서브그룹 실리케이트의 orthorhombic 고용상에 기반하며 만들어진다.
(∑Me+2)8Si4O16 :∑Ln+2.+3, where
∑Me+2 = Ca+2 and/or Sr+2 or Ba+2 and/or Mg+2,
and ∑Ln+2,+3 = Eu+2 and Ce+3 and/or Dy+3
제안된 컨버터의 충전제들 중 하나로 λ=490~580 nm의 발광 파장을 갖는 그린 발광 형광체를 사용한다. 이 형광체의 스펙트럼 최대의 반-너비는 Δλ0.5 = 55 ± 3 nm 이고 최대 스펙트럼은 도 4와 같이 λ=512 ~ λ=525 nm의 좁은 스펙트럼 범위를 갖는다. 이 스펙트럼 범위의 발광은 다결정 실리콘 재료의 스펙트럼 감응과 관련하여 보다 바람직하다.
선정된 그린 발광 형광체는 태양 복사선에 의해 여기 후 가장 효과적인 그린 발광을 나타낸다. 그린 발광 재료에 대한 요건은 다음과 같다.
- 440~480 nm의 범위 내에서 광학적 여기
- ζ≥ 0.75 이상의 높은 양자 수율의 발광
- 10 mW/nm 이상의 높은 스펙트럼 발광 밀도
- 광 분해가 없는 태양 복사선에 대한 높은 안정성
- 50~60℃까지 가열에 대한 안정성 감소가 없는 형광체 발광의 높은 열적 안정성
이 모든 요구를 충족시키는 가장 적절한 재료는 화학양론식 ∑(Mg,Ca,Sr,Ba)8Si4O16: ∑Eu+2,Ce+3,Dy+3를 갖는 orthorhombic 구조의 ortho silicate 형광체이다.
이 형광체는 통상적인 발광 재료 그룹과 관계가 있으며 주요 스펙은 형광체 격자의 결정 필드에 위치하는 활성화 이온에 의해 결정된다. 우리의 경우, 활성화 이온은 Eu+2 이고 ortho silicate 격자의 비대칭 포인트에 위치하는 Ce+3 및 Dy+3이 sensitizer 이온으로 첨가된다. 이 비대칭 포인트는 Mg+2, Ca+2, Sr+2, Ba+2와 같은 4개의 이질적인 양이온 사이트의 존재에 의해 결정된다. 이 이온들은 양이온 사이트 주위에 배위하고 있는 tetrahedron [SiO4] 기로 둘러싸인다. 그러한 tetrahedron의 대다수는 가장 큰 양이온 사이트 Ba+2 주위에 위치하며 소수는 Mg+2 주위에 위치한다.
이는 제안된 형광체의 결정 격자를 부가적으로 이질적이게 만들지만 양자수율을 증가시키도록 촉진한다.
제안된 형광체의 합성은 초기 반응물로 Mg, Ca, Sr, Ba, Eu의 염산염들과 침적제로 가수분해된 tetra-eta-silane, Si(OC2H5)4의 졸-겔 배합을 사용하여 실현될 수 있다. 형광체 생산의 화학적 반응은 다음과 같이 세워질 수 있다.
8∑Me+2 + 4H2SiO3( + C2H5OH) → ∑Me8Si4O16 + C2H5OH
제안된 화학적 배합을 갖는 ortho silicate 형광체의 생산의 주요 이점은 기본적으로 화학적 조성의 규제가 용이하며 형광체를 쉽게 얻을 수 있다는 것이다. 상기 반응에 따라 침적된 생성물은 여과를 통해 에탄올로 세척되어야 한다. 그리고 도가니에 넣어 [H2+N2(97%)] 환원 분위기에서 4~6 시간 동안 T=900℃~1100℃에서 소성되어야 한다. 소성된 형광체는 냉각된 후 염산 희석액으로 세척되어 건조된다. 형광체 입자는 50~200 nm 크기의 플레이트처럼 보인다. 합성된 형광체는 395 nm의 UV 광과 블루 광에 여기되어 밝은 그린 광을 발광한다.
이는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 한 성분으로서 제안된 재료의 본질적인 이점이며 그린 발광 형광체는 다음과 같은 베이스를 함유한다.
0.01≤ [Mg] ≤0.05 atomic shares,
0.01≤ [Ca] ≤0.1 atomic shares,
0.05≤ [Sr] ≤0.1 atomic shares,
0.5≤ [Ba] ≤0.8 atomic shares,
기본 양이온 Ba+2의 일부를 Sr+2로의 치환은 주요 최대 발광의 장파장 시프트를 수반한다. 동시에 Ca+2의 첨가는 형광체 발광에서 적색 성분 증가를 수반한다. Ba+2의 일부를 Mg+2로의 치환은 형광체 발광의 단파장 시프트를 수반한다. 형광체 내 기본 활성화 이온으로서 Eu+2 f-d 접합은 그린 스펙트럼 범위의 스펙트럼 최대 발광을 제공하는데 사용될 수 있다.
발광 출력의 증가를 위해 기본 조성에 Ce+3 그리고 Dy+3 이온이 부가적으로 Eu+2(0.05~5%)의 원자 공유의 1% 이하로 첨가되어야 한다.
스펙트럼 컨버터 내 나노 실리콘 그리고 경화성 고분자와 함께 제안된 형광체는 그린 스펙트럼 범위를 강하게 발광한다. 실리콘 광-감응의 범위 내에서 스펙트럼 최대를 갖는 이 부가적인 발광은 제안된 태양전지의 효율 증가의 가능성이 높은 원인이다. 동시에 컨버터의 한 성분으로서 그린 형광체 발광은 제안된 다결정 실리콘 태양전지 소자의 모든 전기적 파라미터들을 증진시킨다. 이미 주지되었듯이 파라미터들의 증가는 2~10%에 달할 수 있으며 효율 증가는 10~46.5%에 달한다.
또한 높은 파라미터들이 스펙트럼 컨버터의 성분인 그린 발광 형광체의 여기 스펙트럼이 UV 그리고 블루 복사선의 범위에 있고 형광체 스펙트럼 휘도가 10 mW/nm 이상인 제안된 다결정 실리콘 태양전지 소자에서 달성될 수 있다. 예를 들어, 그린 발광 스펙트럼 컨버터 내 그린 발광 형광체의 농도가 0.25 ~ 10% mass이면 그 최대 스펙트럼은 505 ~ 545 nm의 범위에 있다.
제안된 ortho silicate 형광체는 505~545 nm의 범위 내에서 높은 에너지 스펙트럼 휘도를 가지고 있다. 발광의 반-너비가 57 nm이면 이 값은 10 mW/nm 이상으로 매우 높다. 태양 복사선이 파장 395 nm (UV) ~ 470 nm (blue light)의 1와트 파워로 웨이퍼 표면에 닿으면 그 형광체는 그린 발광으로 570 mW 이상을 발광한다. 그 형광체 스펙트럼에서 블루(λ=485nm) 및 오렌지(585nm) 영역이 차지하는 비율이 최대 5%이므로 이 값을 더 정확하게 측정하는 것은 힘들다.
상기에 언급되었듯이 그린 발광 형광체는 0.75 이상의 양자수율 (ζ≥0.75)을 가지고 있다. 반면에 이용 가능한 가장 잘 알려진 그린 형광체의 일부만이 ζ=0.60~0.70의 양자수율을 능가할 뿐이다.
그린 발광 스펙트럼 컨버터 부피 내 그린 발광 형광체의 농도는 매우 중요하다. 이 농도는 0.25~10% mass의 범위에 있어야 한다. 그린 발광 형광체의 농도가 0.25%보다 작으면 증가되는 발광 효율이 너무 낮아서 태양전지의 전기적 파라미터에 미치는 컨버터의 영향 또한 낮다. 한편, 컨버터 내 그린 발광 형광체의 농도가 10% 보다 많으면 형광체 입자에 의한 여기 광의 부가적인 비-활성 흡수를 줄여서 광전 소자의 전기적 파라미터들을 감소시킨다.
반복 실험을 통해 형광체의 최적 농도가 1~5% mass의 범위임을 발견하였다. 이 농도 값은 스펙트럼 컨버터의 초기 고분자 점도에 의존한다. 컨버터 베이스 재료의 점도는 형광체 입자의 응집에 자발적으로 영향을 미친다. 이 현상은 향후 연구에서 상세히 고려될 것이다.
상기에 언급되었듯이 그린 발광 스펙트럼 컨버터 부피 내 반도체 실리콘 입자의 첨가는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 활성 전도도(또는 저항) 변화를 수반한다. 전도도가 증가하면 개방 전압이 감소하므로 항상 바람직한 것은 아니다. 한편, 다결정 실리콘 태양전지 소자의 직접 저항을 증가시키는 실리콘 입자의 농도 변화는 개방 전압의 증가를 수반하는 것이 가능하다. 태양전지 소자에 적용되기에 가장 적절한 나노 실리콘의 크기는 10 ~ 30 nm의 범위이다. 플라즈마 화학법에 의해 만들어진 그러한 실리콘 입자는 도 3과 같이 구-타원 형태를 갖는다. 나노 실리콘의 최적 겉보기 밀도는 1 g/cm3 이하(ρ≤1g/cm3 )이다.
1% mass 이상의 나노 실리콘의 농도는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 저항을 90 ohm에서 최대 170 ohm까지 증가시킬 수 있다. 동시에 표면적 S=12 cm2인 태양전지 소자에 대해 개방 전압을 최대 0.59 V까지 감소시킨다.
그린 발광 스펙트럼 컨버터 내 나노 실리콘의 농도가 0.1% mass 이하이면 ([Si]≤0.1% mass) 개방 전압은 증가하지만 동시에 단락 전류 밀도는 감소한다. 광학 컨버터 내 나노 실리콘의 최적 농도는 약 0.4~0.7% mass 이다. 이 농도 범위에서 직접 저항은 변하지 않으면서 개방 전압 및 단락 전류 밀도는 증가한다.
그러한 파라미터들의 향상은 광학적으로 활성인 컨버터의 성분인 나노 실리콘 입자가 2~50 nm의 기하학적 크기와 ρ=1 g/cm3 이하의 겉보기 밀도를 갖는 구-타원 형태이고 컨버터 내 그 농도가 0.1~1% mass의 범위에 있는 다결정 실리콘 태양전지 소자에서 실현될 수 있다.
본 발명에 따른 다결정 실리콘 태양전지 소자들의 모든 파라미터는 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 코팅 전후, AM1.5에서 표준 솔라 시뮬레이터로 각 소자에 대해 측정된다. 테스트 결과를 표 1에 나타낸다. 테스트를 위해 개방 전압이 Voc=0.56 V ~ 0.588 V인 여러 다결정 실리콘 태양전지 소자들을 사용하였다.
충전률은 FF=0.4128 ~ 0.6574의 범위 내에서 다양한 값을 갖는다. 단락 전류 밀도는 Jsc = 27 ~ 30.54 mA의 범위 내에 있다. 또한 총 효율 파라미터는 ζ =6.37% ~ 11.4238%의 범위 내에 있고 소자들의 전기적 저항은 R=65 ~ 102 Ohm (Ω)의 범위 내에 있다.
표 1 다결정 실리콘 태양전지 소자들의 파라미터
| Before coating of converter | After coating of onverter | Additive ratio1 | ||||||||
| No | Voc | FF | ζ | Jsc | Ω | Voc | FF | ζ | Jsc | |
| 1 | 0.5849 | 0.6574 | 11.4238 | 29.7070 | 97~102 | 0.5940 | 0.6640 | 12.5860 | 30.9800 | 0.9/0.05 |
| 2 | 0.5688 | 0.6157 | 10.3056 | 29.4291 | 88~94 | 0.5742 | 0.6933 | 11.1034 | 30.0623 | 1.9/0.2 |
| 3 | 0.5664 | 0.6499 | 10.6908 | 29.0440 | 95~96 | 0.5799 | 0.6725 | 11.7419 | 30.1072 | 2.9/0.5 |
| 4 | 0.5730 | 0.6448 | 10.9557 | 29.6501 | 98~94 | 0.5755 | 0.6689 | 11.5380 | 30.0010 | 3.9/0.6 |
| 5 | 0.5827 | 0.6125 | 10.9015 | 30.5464 | 92~94 | 0.5823 | 0.6658 | 12.0772 | 31.1621 | 4.9/0.8 |
| 6 | 0.5849 | 0.6574 | 11.4238 | 29.7070 | 98~100 | 0.5990 | 0.6640 | 12.5860 | 31.0000 | 5.0/1.0 |
| 7 | 0.5880 | 0.5804 | 10.2425 | 30.0158 | 87~90 | 0.5887 | 0.6481 | 11.9223 | 31.2655 | 3.0/0.16 |
| 8 | 0.5859 | 0.6092 | 10.6296 | 29.7811 | 85~88 | 0.5787 | 0.6726 | 12.0454 | 31.0200 | 2.6/0.6 |
| 9 | 0.5712 | 0.4128 | 6.3699 | 27.0057 | 65~99 | 0.5747 | 0.4983 | 9.3446 | 32.6361 | 3.0/0.03 |
| 1 phosphor/nano-Si, %/% | ||||||||||
보통의 다결정 실리콘 태양전지 소자들을 광학 전환된 다결정 실리콘 태양전지 소자들로 전환하는 단계는 세 성분으로 구성된다: 고분자 결합, 나노 크기의 그린 발광 형광체 그리고 나노 실리콘 입자
표시된 데이터를 분석하여 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다
- 컨버터를 갖춘 소자의 개방 전압 증가 1.5~2.4%
- 단락 전류 밀도 증가 4.4~20%
- 충전률 증가 1~20.7%
- 총 효율 증가 10~46.5%
- 다결정 실리콘 태양전지 소자의 전기적 저항은 대부분 증가하는 방향으로 2~12 ohm 변화
표 1에 보여지는 바와 같이 그 결과 값은 매우 높다. 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 없는 태양전지 소자의 I-V 곡선은 도 2에 보여진다. 도 2에서 곡선 (a)는 코팅 전인 다결정 실리콘 태양전지 소자의 초기 상태에 해당하며 곡선 (b)는 본 발명에 따른 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 갖춘 소자에 해당한다.
파라미터를 증가시키기 위해서 여러 개의 태양전지 소자들을, 일반적으로 소자들의 수가 36개인 모듈로 조합한다. 즉, 모듈은 36개 또는 72개의 소자들, 드물게는 144개의 소자들로 구성된다. 솔라 패널은 6인치x6인치 크기의 36개 소자들의 조합된 모듈이다.
모든 소자들은 본 발명에 따라 개발된 그린 발광 스펙트럼 컨버터를 갖추고 있다. 그 소자들의 전도도가 ΔR≤± 3%로 등질하면 고품질의 조합을 얻는 것이 가능하다.
모듈에서 다결정 실리콘 태양전지 소자들은 직렬-병렬 체인으로 연결된다.
언급된 조합의 파라미터는 아래에 보여진다.
- 최대 파워, W 108
- 최대 전압, V 18.6
- 셀의 수 36
- 효율 14.6%
이는 다결정 실리콘 소자들에 대한 매우 높은 값이다. 향후 제안된 다결정 실리콘 태양전지 소자들의 대량생산을 시작할 계획이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 스펙트럼 컨버터 코팅 전후의 다결정 실리콘 셀 소자의 300~1000 nm의 범위 내에서 스펙트럼 반사를 나타낸 그래프이고,
도 2는 다결정 실리콘 태양전지 소자의 컨버터 코팅 유무에 따른 I-V 좌표의 전형적인 데이터를 나타낸 그래프이고,
도 3은 본 발명에 따른 나노 실리콘의 SEM 사진이고,
도 4는 본 발명에 따른 그린 발광 나노 형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고,
도 5는 시판용 다결정 실리콘 태양전지 소자의 사진이다.
Claims (13)
- 0.25~10 wt% 그린 발광 형광체와, 0.1~1 wt% 실리콘 입자와, 나머지는 에폭시(-C-O-C-)기 또는 실리콘-유기 화합물(-C-O-Si-C-)기 고분자로 조성되어 100 wt%를 이루는 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.
- 청구항 1에 있어서,상기 그린 발광 스펙트럼 컨버터의 두께는 50~250 μm로 코팅되고 컨버터 내 그린 발광 형광체 및 나노 실리콘 입자의 크기는 그 컨버터 두께의 최대 1/500~1/1000 인 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.
- 청구항 1에 있어서,상기 그린 발광 스펙트럼 컨버터는 300~460 nm 영역의 단파장 태양광을 강하게 흡수하고, 500~580nm의 광 파장을 재-방출하여 태양전지 소자의 에너지 전환을 20~50% 증가시키는 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.
- 청구항 1에 있어서,상기 에폭시(-C-O-C-)기 또는 실리콘-유기 화합물(-C-O-Si-C-)기 고분자는 분자량 M=10000 탄소 단위에서 최대 M=25000 탄소 단위를 가지며 반사율은 n=1.35에서 최대 n=1.65의 범위에 존재하고, 80~180℃의 온도에서 경화되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.
- 청구항 1에 있어서,상기 그린 발광 형광체는 Eu+2, Ce+3, Dy+3 중 어느 하나의 희토 원소에 의해 활성화된 IIA 그룹 양이온 원소의 orthorhombic 고용상을 기반으로 하며 하기와 같은 화학양론식을 갖는 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.(화학양론식)(∑Me+2)8Si4O16:∑Ln+2,+3 , 이 식에서∑Me+2=Ca+2 and/or Sr+2 or Ba+2 and/or Mg, and ∑Ln=Eu+2 and Ce+3 and/or Dy+3
- 청구항 5에 있어서,상기 그린 발광 형광체는 활성제인 희토 원소의 함량이 0.05~5% 원자일 때 [Mg]=0.01~0.05, [Ba]=0.5~0.8, [Sr]=0.05~0.1의 원자 공유로 구성된 것을 특징으 로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.
- 청구항 1에 있어서,상기 그린 발광 형광체의 여기 스펙트럼은 UV 및 블루 광의 영역이며 스펙트럼 최대 파장이 농도가 0.25 ~ 10% mass이면 505 ~ 545 nm의 범위에 있고, 505 ~ 545 nm의 영역일 때 높은 스펙트럼 휘도에 대한 최대 발광은 10 mW/nm 이상인 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.
- 청구항 1에 있어서,상기 실리콘 입자의 크기는 10 ~ 30 nm인 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.
- 청구항 1에 있어서상기 실리콘 입자는 기하학적 크기가 2~50 nm이며 겉보기 밀도가 구-타원 형태에서 1.0 g/cm3 이하인 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터.
- 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 다결정 실리콘 태양전지 소자 전면에 코팅 형성되어 전력을 발생하는 모듈로 이루어지고, 전기적 파라미터인 개방 전압이 1.5~2.4%, 단락 전류 밀도가 4.4~20%, 충전률이 1~20.7% 증가되어 총 효율 증가는 10~46.5%인 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자.
- 청구항 10에 있어서,상기 모듈은 36~72개의 셀로 조합되며 셀들은 직렬 또는 병렬 회로로 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자.
- 청구항 10에 있어서,상기 다결정 실리콘 태양전지 소자는 웨이퍼의 두께가 120~260μm인 박막 다결정 실리콘 웨이퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자.
- 청구항 10에 있어서,상기 다결정 실리콘 태양전지 소자는 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅됨으로써 UV 광의 반사율을 20~80% 감소시키는 것을 특징으로 하는 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090119252A KR101091707B1 (ko) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090119252A KR101091707B1 (ko) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110062507A true KR20110062507A (ko) | 2011-06-10 |
| KR101091707B1 KR101091707B1 (ko) | 2011-12-08 |
Family
ID=44396678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090119252A KR101091707B1 (ko) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101091707B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101350749B1 (ko) * | 2011-12-07 | 2014-01-17 | 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 | 광기전력 모듈 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI390008B (zh) | 2007-12-12 | 2013-03-21 | Solar cells and their light-emitting conversion layer | |
| TW200926422A (en) | 2007-12-12 | 2009-06-16 | wei-hong Luo | Nature-light energy cell and its transparent light-transferring layer |
-
2009
- 2009-12-03 KR KR1020090119252A patent/KR101091707B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101350749B1 (ko) * | 2011-12-07 | 2014-01-17 | 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 | 광기전력 모듈 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101091707B1 (ko) | 2011-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180138340A1 (en) | Optical downshifting layer | |
| US20130206211A1 (en) | Phosphors-Based Solar Wavelength-Converters | |
| US9123846B2 (en) | Photovoltaic module comprising a localised spectral conversion element and production process | |
| US20080236667A1 (en) | Photovoltaic cell, enhanced spectrum conversion film, preparation of enhanced spectrum conversion film | |
| TW201424017A (zh) | 具有高轉換效率之光伏打元件 | |
| Meng et al. | Improved photovoltaic performance of monocrystalline silicon solar cell through luminescent down‐converting Gd2O2S: Tb3+ phosphor | |
| EP1984746A2 (en) | Photon-conversion materials (pcms) in polymer solar cells-enhancement efficiency and prevention of degradation | |
| TWI452118B (zh) | A solar cell with a fluorescent powder and a method for making the same | |
| Zhou et al. | Low defects, large area and high stability of all-inorganic lead halide perovskite CsPbBr 3 thin films with micron-grains via heat-spraying process for self-driven photodetector | |
| Gu et al. | Highly transparent, dual-color emission, heterophase Cs3Cu2I5/CsCu2I3 nanolayer for transparent luminescent solar concentrators | |
| KR101079008B1 (ko) | 다결정 실리콘 태양전지용 합성 발광 컨버터 및 그에 기반을 둔 태양전지 소자 | |
| Gu et al. | Optical characterization and photo-electrical measurement of luminescent solar concentrators based on perovskite quantum dots integrated into the thiol-ene polymer | |
| Lv et al. | Carbon quantum dots anchored on the anti-reflection silica layer as solid luminescence down-shifting materials in solar panel encapsulation | |
| Tahhan et al. | Photovoltaic cells energy performance enhancement with down‐converting photoluminescence phosphors | |
| KR101091707B1 (ko) | 그린 발광 스펙트럼 컨버터 및 이 그린 발광 스펙트럼 컨버터가 코팅된 다결정 실리콘 태양전지 소자 | |
| CN102074608B (zh) | 用于太阳能电池及其增效转换层 | |
| Pei et al. | 3D surface microstructure of silicon modified by QDs to improve solar cell performance through down-conversion and anti-reflection mechanism | |
| Ding et al. | CsPbBr3/CsCaAl2O4: Nd, Er Nanoriveted Structure Perovskites with Long Afterglow Dual-Wavelength Emission for Flexible Photoelectric Devices | |
| Xu et al. | Large-scale preparation of CsPbBr3 perovskite quantum dot/EVA composite adhesive film by melting for crystal silicon solar cell | |
| KR101071745B1 (ko) | 스펙트럼 컨버터 및 그 스펙트럼 컨버터를 구비한 다결정 실리콘 태양전지 소자 | |
| Cao et al. | A packaging method to improve monocrystalline silicon solar cells with YAG: Ce Phosphors | |
| KR102240467B1 (ko) | 태양광변환 소재 및 이를 포함하는 태양전지 | |
| US20110297226A1 (en) | Photovoltaic cell and its transparent light conversion powder | |
| Lin et al. | Down Shifted Conversion for Enhanced HIT Solar Cell Efficiency | |
| Bishnoi et al. | Luminescent Down-Conversion Materials as Spectral Convertors for Photovoltaic Applications |
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 | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141202 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151202 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170109 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |