KR20110089865A - 적층 요소 및 상기 적층 요소를 포함하는 광기전 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특히 광기전 장치용 적층 요소(10)에 관한 것으로, 상기 적층 요소(10)는 폴리머층(2)과, 수분 감지층(moisture-sensitive layer: 4), 및 상기 폴리머층과 상기 수분 감지층의 사이에 삽입된 수분 장벽을 형성하는 보호 코팅(3)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 보호 코팅(3)은 서로 굴절률이 상이한 적어도 2개의 박층(thin layer)을 포함하는 반사방지 다중층(multilayer)으로 구성된다.
Description
본 발명은 특히 광기전 장치용 적층 요소에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 적층 요소를 포함하는 광기전 장치 및 상기 적층 요소의 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명의 취지 내에서, 광기전 장치는 광기전 셀 또는 광기전 모듈을 지칭한다.
알려진 바와 같이, 박막 광기전 솔라 셀(solar cell)은 상기 셀에 광이 입사하는 측면에 배치되는 정면 전극(front electrode)과 배면 전극(rear electrode)을 각각 구성하는 두 개의 도전성층 사이에 삽입된 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는데 적합한 흡수체 물질층을 포함한다. 상기 흡수체층은 특히, 선택적으로 갈륨(이 경우에는 CIGS 흡수체층이라 함), 알루미늄 또는 황이 첨가되는, CIS 흡수체층으로 알려진 구리(copper), 인듐(indium) 및 셀레늄(selenium)을 포함하는 황동계 화합물(chalcopyrite compound) 박층일 수 있다. 일 변형예로서, 흡수체층은 비결정질 또는 미정질(微晶質) 실리콘을 기초로 한 박층, 혹은 카드뮴 텔룰루 화합물(cadmium telluride)을 기초로 한 박층일 수 있다.
박막 광기전 셀의 정면 전극은 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide: TCO)층, 예를 들면 도핑된 산화아연층, 특히 알루미늄 도핑된 산화아연(aluminium-doped zinc oxide: AZO)층 또는 붕소 도핑된 산화아연(boron-doped zinc oxide)층을 기초로 하거나, 또는 투명 금속층(TCC, 투명 도전성 코팅)을 기초로 할 수 있다. 광기전 셀의 정면 전극을 형성하는 이러한 층의 특성은, 특정 층 조성물 및 특히 산화아연을 포함하는 층의 경우에, 수분의 영향에 의해 열화(劣化)되기 쉽다는 것이 알려져 있다.
박막 광기전 셀의 정면 전극은 통상적으로 상기 셀에 광이 입사하는 측면에서, 창유리 기능을 갖는 기판, 즉 투명 유리 또는 폴리에틸렌, 특히 PTFE(polytetrafluoroethylene: 폴리테트라플루오르에틸렌), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 또는 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 투명 열가소성 폴리머로 구성될 수 있는 정면 기판(front substrat)과 결합된다. 황동계 화합물을 기초로 한 흡수체층과 유리 정면 기판을 포함하는 광기전 셀의 경우에, 특히 적층에 의한 그 조립시에 셀의 양호한 점착성을 보장할 수 있도록 정면 전극과 정면 기판 사이에는 투명 폴리머 적층 개재층(interlayer)이 위치된다. 하지만, 박막 광기전 셀이 상기 셀의 정면 전극을 형성하는 수분 감지층, 특히 산화아연을 기초로 한 층에 배치된 폴리머 적층 개재층 또는 폴리머 기판을 포함할 경우에, 상기 셀은 수분의 영향으로 인해 높은 열화 정도를 보인다는 것이 관찰되고 있다. 이는 수분을 간직하기 쉬운 적층 개재층, 또는 수분 투과성의 폴리머 기판의 존재로 인해 정면 전극을 형성하는 수분 감지층쪽으로의 수분의 이동이 촉진되며, 그에 따라 상기 층의 특성의 손상을 촉진시키기 때문이다.
WO-A-97/36334호는 셀의 정면 전극을 형성하는 산화아연을 기초로 한 층과 상기 전극 위에 배치되는 폴리머 적층 개재층의 사이에 수분 장벽층(moisture barrier layer)이 삽입된 박막 광기전 셀을 개시하고 있다. 이러한 장벽층은 폴리머 적층 개재층으로부터 정면 전극을 형성하는 산화아연을 기초로 한 층쪽으로의 수분의 이동을 제한하는데 도움을 준다. 하지만 이 장벽층의 존재로 인해, 적층 개재층과 산화아연을 기초로 한 층 사이의 큰 굴절률의 차이로 인해 이미 제한이 이루어지고 있는 광투과가, 폴리머 적층 개재층과 정면 전극을 형성하는 층 사이의 계면(interface)에서 저하되기 쉽다. 그 결과, 광기전 셀의 흡수체층에 도달하는 광속(light flux)이 저감될 우려가 있으며, 따라서 상기 셀의 광기전 효율을 저감시킬 우려가 있다.
본 발명은 박막 광기전 장치에 결합되었을 때 상기 광기전 장치의 광기전 효율을 저감시키지 않으면서, 특히 이러한 광기전 효과를 상승시키면서 상기 광기전 장치에 향상된 수분 저항성을 부여하는 적층 요소를 제안함으로써, 특히 상기와 같은 결점들을 극복하고자 한다.
상기 목적을 위해, 본 발명의 일 주제는 폴리머층과, 수분 감지층(moisture sensitive layer), 및 상기 폴리머층과 상기 수분 감지층의 사이에 삽입된 수분 장벽을 형성하는 보호 코팅을 포함하는 특히 광기전 장치용 적층 요소이며, 상기 보호 코팅은 서로 굴절률이 상이한 적어도 2개의 박층을 포함하는 반사방지 다중층(multi-layer)(또는 적층)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 의도 내에서, 반사방지 다중층은 폴리머층 측의 적층 요소에 입사하는 태양복사의 상기 적층 요소를 통한 투과율이, 상기 반사방지 다중층의 부재시에 얻어지는 상기 복사의 투과율과 같거나 더 높은 것을 보장하는 다중층이다. 본 발명의 취지 내에서, "박층(thin layer)"이라는 표현은 l 마이크로미터(㎛) 미만의 두께를 갖는 층을 의미하는 것으로 또한 이해되어야 한다.
본 명세서의 기재 전체를 통해서, 굴절률 수치는 DIN 67507 기준에 따라 표준광 D65 조명하의 550nm에서 주어진다.
본 발명에 따른 적층 요소의 다른 유익한 특징에 따르면:
- 보호 코팅의 반사방지 다중층의 각각의 박층의 기하학적 두께는 상기 적층 요소를 통한 태양복사의 투과율을 극대화하도록 적합화되며;
- 보호 코팅의 반사방지 다중층의 각각의 박층은 산화물 및/또는 질화물 층이고;
- 보호 코팅은 적어도 3개의 박층을 포함하는 반사방지 다중층으로 구성되고, 상기 반사방지 다중층의 연속적인 박층들의 각 쌍(pair)의 하나의 박층의 굴절률은 상기 쌍의 다른 박층의 굴절률과 다르며;
- 보호 코팅의 반사방지 다중층은 수분 감지층으로부터 폴리머층 쪽으로 연속적으로 서로 교호(交互)적으로 낮은 굴절률과 높은 굴절률을 갖는 적어도 2개의 박층을 포함하고;
- 보호 코팅의 반사방지 다중층은 수분 감지층으로부터 폴리머층 쪽으로 연속적으로:
o 550 nm에서 1.3 내지 1.7 사이의 제1의 굴절률과, 15nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 20nm 내지 30nm 사이의 제1의 기하학적 두께를 갖는 제1의 층과,
o 550 nm에서 1.8 내지 2.3 사이의 제2의 굴절률과, 20nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 25nm 내지 30nm 사이의 제2의 기하학적 두께를 갖는 제2의 층과,
o 550 nm에서 1.3 내지 1.7 사이의 제3의 굴절률과, 5nm 내지 20nm 사이, 바람직하게는 7nm 내지 18nm 사이의 제3의 기하학적 두께를 갖는 제3의 층과,
o 550 nm에서 1.8 내지 2.3 사이의 제4의 굴절률과, 5nm 내지 20nm 사이, 바람직하게는 7nm 내지 18nm 사이의 제4의 기하학적 두께를 갖는 제4의 층을
포함하며;
- 보호 코팅의 반사방지 다중층은 수분 감지층으로부터 폴리머층 쪽으로 다음과 같은 순서의 박층을 포함하고:
SiO2 / Si3N4 / SiO2 / Si3N4;
- 보호 코팅의 반사방지 다중층은 수분 감지층에 가장 가까운 층으로부터 폴리머층에 가장 가까운 층쪽으로 굴절률이 감소하는 적어도 2개의 박층을 연속적으로 포함하며;
- 보호 코팅의 반사방지 다중층은 수분 감지층에 가장 가까운 층으로부터 폴리머층에 가장 가까운 층쪽으로 굴절률이 감소하는 적어도 2개의 SiOxNy 박층을 연속적으로 포함한다.
본 발명의 다른 주제는 전술한 바와 같은 적층 요소와 상기 적층 요소의 수분 감지층 측에 위치된 흡수체 물질층을 포함하는 박막 광기전 장치이다.
바람직하게는, 상기와 같은 광기전 장치에서, 보호 코팅의 각 박층의 기하학적 두께는, 상기 폴리머층 측에서 상기 장치에 입사하는 태양복사의 적층 요소를 통한 흡수체 물질층 쪽으로의, 상기 장치의 흡수체 물질의 흡수 스펙트럼 및 태양 스펙트럼에 걸쳐서 가중화된 투과율을 극대화하도록 하도록 설계된다.
상기 광기전 장치의 일 변형예에 따르면, 상기 장치는 투명 유리로 만들어진 창유리 기능을 갖는 기판을 포함하며, 상기 폴리머층은 상기 기판에 부착되는 투명 폴리머 적층 개재층이다. 또 다른 변형예에 따르면, 상기 폴리머층은 창유리 기능을 갖는 상기 광기전 장치의 기판이며, 상기 기판은 투명 열가소성 폴리머로 만들어진다. 본 발명의 취지 내에서, "투명(transparent)"라는 용어는 적어도 상기 광기전 장치에 이용되는 파장 범위에서의 투명을 의미한다.
본 발명의 다른 주제는 전술한 바와 같은 적층 요소의 제작 방법이며, 상기 보호 코팅의 반사방지 다중층의 박층들의 적어도 일부는 스퍼터링(sputtering) 및/또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: 플라즈마 향상 화학 기상 증착)에 의해 증착된다.
본 발명의 특징과 이점은, 전적으로 예시만을 목적으로 하여 주어지고 첨부된 도면을 참조하여 이루어진 본 발명에 따른 적층 요소 및 광기전 셀의 두 실시예의 이하의 기재로부터 분명해질 것이다.
박막 광기전 장치에 결합되었을 때 상기 광기전 장치의 광기전 효율을 저감시키지 않으면서, 특히 이러한 광기전 효과를 상승시키면서 상기 광기전 장치에 향상된 수분 저항성을 부여하는 적층 요소를 제안하는 본 발명으로 인해, 종래의 결점들이 극복된다.
도 1은 본 발명의 제1의 예시적인 실시예에 따른 광기전 솔라 셀의 개략적인 횡단면도.
도 2는 도 1의 광기전 솔라 셀의 일 변형예의 도 1과 유사한 횡단면도.
도 3은 본 발명의 제2의 예시적인 실시예에 따른 광기전 솔라 셀의 도 1과 유사한 횡단면도.
도 2는 도 1의 광기전 솔라 셀의 일 변형예의 도 1과 유사한 횡단면도.
도 3은 본 발명의 제2의 예시적인 실시예에 따른 광기전 솔라 셀의 도 1과 유사한 횡단면도.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 광기전 솔라 셀(20)은 창유리 기능을 갖는 정면 기판(1)과 지지 기능을 갖는 배면 기판(7)을 포함하는 박막 셀이며, 상기 정면 기판(1)과 배면기판(7) 사이에는 층들(2, 3, 4, 5, 6)로 구성된 다중층이 배치된다.
(태양)광이 상기 셀(20)에 입사하는 측면에 배치되는 정면 기판(1)은 매우 낮은 산화철 함유량을 갖는 초투명 유리(extra-clear transparent glass)로 구성된다. 이러한 초투명 유리의 예로는 특히 Saint-Gobain Glass 사(社)에서 판매하는 "DIAMANT" 유리 또는 "ALBARINO" 유리가 있다.
배면 기판(7)은 투명한 또는 불투명한 임의의 적절한 재료, 특히 유리로 구성되며, 상기 셀(20)의 내부쪽으로 향해 있는 면에, 즉 (태양)광이 상기 셀(20)에 입사하는 측면에 상기 셀(20)의 배면 전극을 형성하는 도전성 층(6)을 지지한다. 일례로서, 상기 층(6)은 몰리브덴(molybdenum)을 기초로 한다.
도 2에 도시된 상기 셀(20)의 일 변형예에서, 배면 기판(7)은 유리로 구성되며, 배면 기판(7)과 상기 배면 전극을 형성하는 몰리브덴층(6)의 사이에 알칼리 장벽층(8)이 삽입된다. 이 알칼리 장벽층(8)은 층(6)의 증착 이전에, 예를 들면 스퍼터 다운(sputter down) 또는 스퍼터 업(sputter up) 타입의 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)에 의해 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: 플라즈마 향상 화학 기상 증착)와 같은 CVD 공정에 의해 상기 셀(20)의 내부쪽으로 향해 있는 상기 배면 기판(7)의 면의 전체 또는 일부에 증착된다. 알칼리 장벽층(8)은 실리콘 나이트라이드, 옥사이드 또는 옥시나이트라이드(silicon nitride, oxide or oxynitride) 또는 알루미늄 나이트라이드, 옥사이드 또는 옥시나이트라이드(aluminum nitride, oxide or oxynitride)를 기초로 하거나, 혹은 티타늄 나이트라이드(titanium nitride) 또는 지르코늄 나이트라이드(zirconium nitride)를 기초로 한 유전체(dielectric material)를 포함하며, 상기 물질들은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용된다. 상기 층(8)의 기하학적 두께는 3nm 내지 200nm 사이, 바람직하게는 20nm 내지 150nm 사이 이다. 일례로서, 알칼리 장벽층(8)은 Si3N4를 기초로 할 수 있다.
배면 전극을 형성하는 층(6)에는 태양 에너지로부터 전기 에너지로의 변환에 적합한 황동계 화합물(chalcopyrite compound), 특히 CIS 또는 CIGS를 기초로 한 흡수체 층(5)이 종래의 방식으로 적층된다. 흡수체 층(5)은 그 자체에 도면에 도시되지 않은 황화카드뮴이 적층되고, 또한 도핑되지 않은 고유한 ZnO 층(도시되지 않음)과 선택적으로 결합되며, 그리고 나서 셀(20)의 정면 전극을 형성하는 도전성 층(4)이 적층된다. 상기 층(4)은 알루미늄 도핑된 산화아연(AZO)을 기초로 하는 층이다. 일 변형예 및 비한정적인 예로서, 상기 층(4)은 붕소 도핑된 산화아연을 기초로 한 층이거나, 다른 수분 감지성의 도핑된 투명 도전성 산화물을 기초로 한 층, 혹은 은(silver)을 기초로 한 다중층과 같은 수분 감지성 투명 금속층일 수 있다.
수분 감지층인 AZO 층(4)의 보호를 위해, 상기 셀(20)은 상기 층(4) 상에 배치된 수분 저항성 보호 코팅(3)을 더 포함한다. 또한, 상기 셀(20)의 기능성 층들이 정면 기판(1)과 배면 기판(7) 사이에서 유지될 수 있도록 하기 위해, 상기 보호 코팅(3)과 정면 기판(1)의 사이에 투명 폴리머 적층 개재층(2)이 위치된다. 상기 적층 개재층(2)은 열경화성 폴리머층, 예를 들면 PVB(polyvinyl butyral: 폴리비닐 부티랄) 층이다. 일 변형예 및 비한정적인 예로서, 상기 적층 개재층(2)은 또한 EVA( ethylene vinyl acetate: 에틸렌 비닐 아세테이트)로 구성될 수도 있다. 상부 적재 층(4), 보호 코팅(3) 및 적층 개재층(2)을 포함하는 조립체는 적층 요소(10)를 형성한다.
본 발명에 따르면, 적층 요소(10)의 보호 코팅(3)은 굴절률이 서로 다른 적어도 2개의 투명 박층으로 이루어진 반사방지 다중층으로 구성된 코팅이다.
특히 도 1에 도시된 예에서, 상기 코팅(3)은 서로 교호(交互)적으로 낮은 굴절률과 높은 굴절률을 갖는 4개의 투명 박층(31, 32, 33, 및 34)을 포함하는 4중층 코팅이다. 보다 구체적으로, 상기 코팅(3)의 박층들의 적층은 상기 셀(3)의 정면 전극을 형성하는 AZO 층(4)으로부터 PVB 적층 개재층(2) 쪽으로 연속적으로:
o 1.45-1.48의 굴절률 n31과, 15nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 20nm 내지 30nm 사이의 기하학적 두께 e31을 갖는 제1의 SiO2 층(31)과;
o 1.95-2.05의 굴절률 n32와, 20nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 25nm 내지 30nm 사이의 기하학적 두께 e32를 갖는 제2의 Si3N4 층(32)과;
o 1.45-1.48의 굴절률 n33=n31과, 5nm 내지 20nm 사이, 바람직하게는 7nm 내지 18nm 사이의 기하학적 두께 e33을 갖는 제3의 SiO2 층(33)과;
o 1.95-2.05의 굴절률 n34=n32와, 5nm 내지 20nm 사이, 바람직하게는 7nm 내지 18nm 사이의 기하학적 두께 e34를 갖는 제4의 Si3N4 층(34)을 포함한다.
일 변형예로서, 상기 코팅(3)의 제3의 SiO2 층(33)은 35nm 내지 55nm 사이, 바람직하게는 40nm 내지 50nm 사이의 기하학적 두께 e33를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 예(도시하지 않음)에서, 상기 코팅(3)은 2개의 투명 박층, 즉 AZO 층(4)으로부터 PVB 적층 개재층(2) 쪽으로, 1.45-1.48의 굴절률과 15nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 20nm 내지 30nm 사이의 기하학적 두께를 갖는 SiO2 박층과, 1.95-2.05의 굴절률과 10nm 내지 30nm 사이, 바람직하게는 15nm 내지 25nm 사이의 기하학적 두께를 갖는 Si3N4 박층으로 이루어진 2중층 코팅일 수 있다.
일 변형예로서, 전술한 예에서, 상기 코팅(3)의 더 높은 굴절률을 갖는 하나의 박층 또는 각각의 박층은 Si3N4 층 대신에, SiN, SnZnSbO, SnO2, ZnO, AlN, NbO, TiO2, TiZnO, SiTiO 또는 TiON을 기초로 한 층일 수 있다. 또한 전술한 예에서, 상기 코팅(3)의 더 낮은 굴절률을 갖는 하나의 박층 또는 각각의 박층은 SiO2 층 대신에, Al2O3, MgF2, AlF3 또는 Y2O3를 기초로 한 층일 수 있다.
본 발명에 따른 적층 요소의 바람직한 제작 방법은 진공 기법, 특히 마그네트론 스퍼터링 또는 코로나 방전(corona discharge)에 의한 다중층 보호 코팅의 증착을 포함한다. 상기 방법에서, 보호 코팅의 다양한 층들은, 예를 들면 미리 증착된 AZO 층 위에 연속적으로 저온 증착된다.
특히, 교호적인 SiO2 및 Si3N4 층들의 적층을 포함하는 전술한 4중층 및 2중층 보호 코팅(3)은 충분한 도전성이 부여될 수 있도록 알루미늄과 같은 금속으로 경도핑된(lightly-doped) 실리콘 타겟을 이용한 스퍼터링에 의해 증착될 수 있다.
금속 질화물 또는 산화물을 기초로 한 층들을 포함하는 보호 코팅의 경우에, 이들 층은 아르곤 플라즈마(argon plasma)에서 각각 질소의 존재하에 또는 산소의 존재하에 해당 금속의 반응성 스퍼터링(reactive sputtering)에 의해 증착될 수 있다. 또한, 안티몬(antimony) 도핑된 혼합 아연 주석 산화물을 기초로 한 층들의 경우에, 이들 층은 산소의 존재하에 각각 아연 및 주석 타켓을 이용한 코스퍼터링(cosputteing) 방법에 의해서, 또는 역시 산소의 존재하에 주석과 아연의 바람직한 혼합을 기초로 한 타겟을 이용한 스퍼터링 방법에 의해 증착될 수 있다.
본 발명에 따른 적층 요소의 다른 바람직한 제작 방법은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: 플라즈마 향상 화학 기상 증착)에 의한 다중층 보호 코팅의 증착을 포함한다. 이 감압(減壓) 증착 기법은 플라즈마의 효과 하의, 특히 전구물질의 분자와 플라즈마의 여기종(excited species) 또는 이온종(ionized species) 사이의 충돌 효과하의 전구물질의 분해를 이용한다. 특히 바람직하게는, PECVD 증착된 코팅은 균일 코팅(conformal coating)이다: 즉, 코팅이 불규칙한 양각(陽刻)을 갖는 표면에 증착되는 경우에 그림자 효과(shadowing effect)가 발생하지 않도록 코팅이 증착 표면의 양각을 따라서 이루어지게 된다. 따라서, 어떠한 그림자 효과도 회피될 수 있도록, 보호 코팅의 증착 표면이 불규칙한 경우에는, 그리고 특히 솔라 셀의 에칭 단계 이후에 보호 코팅이 증착될 때는, PECVD에 의해 증착된 코팅이 스퍼터링에 의해 증착된 코팅보다 더 선호되게 된다.
PECVD를 이용함으로써, 교호적인 굴절률을 갖는 다중층 코팅 및 계단형태의 굴절률 구배(句配: gradient)를 갖는 다중층 코팅을 증착할 수 있다.
보다 구체적으로, PECVD 기법은 증착시에 전구물질의 성질을 변경함으로써 상이한 화학적 성질, 특히 교호적인 화학적 성질을 갖는 연속적인 박층들을 적층할 수 있게 한다. 하나의 증착 단계(phase) 동안에 상이한 전구물질을 도입함으로써, 하나의 층 내에 상이한 화학적 성질을 갖는 구역을 얻을 수 있고, 그에 따라 구성 박층들이 상이한 화학적 조성을 갖는 다중층 코팅을 형성할 수 있게 된다.
PECVD 기법은 또한 하나 이상의 양(量)을 변경함으로써, 특히 전구물질들의 상대적인 비율을 변경함으로써 층의 화학적 양(stoichiometry)의 변동을 매우 수월하게 얻을 수 있게 한다. 따라서, 구성 박층들이 동일한 화학적 성질을 갖지만 상이한 화학적 양을 갖는 다중층 코팅을 형성할 수 있다.
다른 증착 기법, 특히 증발 증착 기법 또는 대기압 PECVD 공정, 특히 유전체 장벽 방전 기술을 이용하는 기법도 가능하나, 덜 선호된다.
아래의 표 1은 단일의 SiO2 또는 Si3N4 층을 갖는 코팅(3), 및 실례로서 전술한 4중층 및 3중층 코팅(3)을 또한 포함하는, 상이한 조성을 갖는 보호 코팅(3)의 수분 장벽으로서의 성능을 평가하는 테스트 결과를 보여준다.
이들 성능 테스트는 유리/알루미늄 시스템에 다양한 보호 코팅(3)을 증착하여 얻어진 여러 샘플들을 제작하고, 다음으로 각 샘플을 85℃ 내지 95℃ 사이의 온도와 95%의 상대 습도롤 갖는 챔버에 311 시간 동안 배치한 다음에, 각 샘플의 알루미늄 지지체의 표면 상태를 관찰함으로써 이루어졌다. 테스트 후에 가시적인 주요 결함이 발견되지 않으면 알루미늄 지지체의 표면 상태는 양호(OK)한 것으로 간주되었다.
| 보호 코팅(3) (알루미늄 지지체로부터 시작한 적층) |
테스트 후의 알루미늄 지지체의 표면 상태 |
| 아무 것도 증착하지 않음 | 양호하지 않음 |
| SiO2 (100 nm) | 양호 |
| Si3N4 (100 nm) | 양호하지 않음 |
| SiO2 (20 nm) / Si3N4 (22 nm) | 양호 |
| SiO2 (21 nm) / Si3N4 (27 nm) / SiO2 (12 nm) / Si3N4 (10 nm) |
양호 |
표 1로부터, 도 1에 도시된 적층 요소(10)의 4중층 보호 코팅(3)은 수분에 대해 알루미늄 지지체를 효과적으로 보호하며, 특히 100nm 미만의 보호 코팅의 전체 기하학적 두께 e3에 대해, Si3N4 단일층 보호 코팅보다 더 효과적으로 보호하고, 적어도 SiO2 단일층 보호 코팅 만큼 효과적으로 보호함을 알 수 있다.
마찬가지로, 20nm의 기하학적 두께를 갖는 SiO2 박층과 22nm의 기하학적 두께를 갖는 Si3N4 박층의 연속적인 적층으로 이루어진 전술한 바와 같은 2중층 보호 코팅(3)은 효과적인 수분 장벽을 구성한다. 특히, 42nm의 전체 기하학적 두께 e3를 갖는 이 2중층 코팅은 수분 장벽으로서 적어도 100nm의 전체 기하학적 두께 e3를 갖는 SiO2 단일층 보호 코팅 만큼 효과적이다.
본 발명에 따른 적층 요소(10)의 취지 내에서, 다중층 보호 코팅, 특히 전술한 바와 같은 4중층 또는 2중층 보호 코팅은 수분을 유지하기 쉬운 PVB 적층 개재층(2)으로부터 수분 감지층(4)쪽으로의 수분의 이동에 대한 효과적인 장벽을 구성함이 분명하다. 수분 장벽으로서의 이러한 다중층 코팅(3)의 유효성은 코팅의 동일한 전체 기하학적 두께 e3에 대해 단일층 보호 코팅으로 얻어진 유효성보다 전반적으로 훨씬 더 양호하다. 이는 전술한 예에서 코팅(3)의 인접 층들이 그 성질이 다르도록 교호적인 SiO2 층과 Si3N4 층으로 인한 다중층 코팅(3)에서의 복수의 계면으로 인해 적층 개재층(2) 내에 유지된 물 분자가 수분 감지층(4)에 도달하는데 요구되는 거리가 늘어나기 때문이다.
한편으로는 보호 코팅(3)의 부재시에, 그리고 다른 한편으로는 위의 표 1에서 고려된 다양한 코팅 조성에 대해 적층 요소(10)의 AZO 층(4)과 PVB 적층 개재층(2)의 사이에 삽입된 보호 코팅(3)의 존재하에, 정면 기판(1)에 입사하는 (태양)복사의 본 발명에 따른 적층 요소(10)를 통한 투과율의 변동이 또한 평가되었다. PVB 적층 개재층(2)의 0.78nm의 기하학적 두께 및 AZO 층(4)의 1200nm의 기하학적 두께로 행해진 이 분석 결과는 아래의 표 2에 기록되어 있다. 상기 적층 요소(10)를 통한 광 투과율은, 광전 변환을 위해 상기 셀(20)의 흡수체 층(5)에 의해 실제로 이용될 수 있는 광속(light flux)을 예측할 수 있도록, 본 예에서는 CIS 흡수체 층인 층(5)의 흡수체의 흡수 스펙트럼에 걸쳐서, 그리고 특히 소정 위도에서 사용되는 광기전 장치에 대해 하루 동안에 얻어진 다양한 입사각에 대응하는 태양 스펙트럼의 평균으로 결정될 수 있는 태양 스펙트럼에 걸쳐서 가중화되었다. 보호 코팅(3)의 각 조성과 관련하여, PVB 적층 개재층(2)과 AZO 층(4)의 사이에 아무런 보호 코팅도 삽입되지 않은 적층 요소의 가중 투과율에 대한, TSQE(CIS)로 표기된 가중 투과율의 변화도 또한 나타나 있다.
| 보호 코팅(3) (AZO 층(4)으로부터 시작하여 PVB 층(2)쪽으로의 적층) |
적층 요소(10)를 통한 가중 투과율 TSQE(CIS) |
변화 |
| 아무 것도 증착하지 않음 | 76.4% | - |
| SiO2 (100 nm) | 76.4% | 0.0% |
| Si3N4 (100 nm) | 74.6% | -1.8% |
| SiO2 (20 nm) / Si3N4 (22 nm) | 77.0% | +0.6% |
| SiO2 (21 nm) / Si3N4 (27 nm) / SiO2 (12 nm) / Si3N4 (10 nm) |
77.1% | +0.7% |
표 2로부터, 다중층 보호 코팅(3), 특히 실례로서 전술한 바와 같은 4중층 또는 2중층 보호 코팅은 이 보호 코팅의 부재시에 얻어진 가중 투과율 TSQE(CIS)보다 더 높은 상기 적층 요소(10)를 통한 가중 투과율 TSQE(CIS)를 얻을 수 있게 함을 알 수 있다. 이는 본 발명에 따른 요소(10)의 다중층, 특히 4중층 또는 2중층 보호 코팅(3)이 층(4)으로부터 적층 개재층(2)쪽으로 가면서 층들의 굴절률이 교호적으로 서로 더 낮고 더 높도록 설계되기 때문이다. 그 결과, 코팅의 층들의 적절한 기하학적 두께에 대해, 본 발명에 따른 요소(10)의 다중층 보호 코팅(3)은 계면 필터를 구성하여 PVB 적층 개재층(2)과 AZO 층(4) 사이의 계면에 반사방지 기능을 제공한다. 보호 코팅의 층들의 기하학적 두께의 적절한 값은 특히 최적화 소프트웨어를 이용하여 선택될 수 있다.
그 결과, 본 발명에 따른 셀(20)의 흡수체 층(5)에 도달하는 광전 변환에 유용한 광속이, 다중층 보호 코팅을 포함하지 않는 종래 기술의 유사한 박막 광기전 셀의 흡수체 층에 도달하는 유용한 광속보다 더 높게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 적층 요소(10)의 층(4)과 폴리머 적층 개재층(2)의 사이에 삽입되는 다중층 보호 코팅(3)은, 다중층 보호 코팅의 부재시에 얻어진 효율과 비교하여 상기 셀(20)의 광기전 효과를 상승시킬 수 있게 된다.
도 3에 도시된 제2의 실시예에서, 제1의 실시예의 구성요소와 유사한 구성요소는 100이 더해진 동일한 부재번호를 갖게 된다. 이 제2의 실시예에 따른 광기전 셀(120)은 특히 유리가 아닌 투명 열가소성 폴리머로 이루어진 정면 기판(102)을 포함한다는 점에 있어서 제1의 실시예의 셀(20)과 다르다. 상기 셀(120)은, 이 셀(120)의 내부쪽으로 향해 있는 면에 상기 셀(120)의 배면 전극을 형성하는 도전성 층(106)을 지지하는 배면 기판(107)을 또한 포함한다.
상기 층(106)에는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는데 적합한 흡수체 물질의 층(105)이 적층된다. 이 제2의 실시예에서, 상기 층(105)은 CIS 흡수체 박층, 실리콘을 기초로 한 박층, 또는 카드뮴 텔룰루 화합물을 기초로 한 박층이 되도록 선택될 수 있다. 알려진 바와 같이, 상기 층(105)이 CIS 흡수체 박층인 경우에, 상기 셀(120)은 바닥층 형태(substrate mode: 바닥층에 적층하는 형태)로, 즉 배면 기판(107) 상에 상기 셀의 구성 층들을 연속적으로 증착하여 제작된다. 반대로, 상기 층(105)이 실리콘을 기초로 한 박층 또는 카드뮴 텔룰루 화합물을 기초로 한 박층인 경우에는, 상부층 형태(superstrate mode: 상부층에 적층하는 형태)로, 즉 정면 기판(102)에 상기 셀의 구성 층들을 연속적으로 증착하여 제작된다.
제1의 실시예와 유사하게, 흡수체 층(105)에는 상기 셀(120)의 정면 전극을 형성하는 알루미늄 도핑된 산화아연(AZO)을 기초로 한 도전성의 수분 감지층(104)이 증착된다. 상기 셀(120)은 수분 감지층(104)과 열가소성 폴리머로 이루어진 정면 기판(102)의 사이에 삽입되는 보호 코팅(103)을 더 포함한다. 특히 폴리에틸렌(예를 들면 PTFE(polytetrafluoroethylene)), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 또는 폴리메틸 메타크릴레이트로 이루어질 수 있는 투명 기판(102)은 유리 기판과 달리 수분이 투과될 수 있다. 상부 적재 층(104), 코팅(103) 및 기판(102)을 포함하는 조립체는 적층 요소(110)를 형성한다.
본 발명에 따르면, 적층 요소(110)의 보호 코팅(103)은 적어도 2개의 투명 박층을 갖는 반사방지 다중층으로 이루어진 코팅이다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 코팅(103)은 서로 교호적으로 낮은 굴절률과 높은 굴절률을 갖는 4개의 투명 박층(131, 132, 133, 및 134), 즉 상기 층(104)으로부터 폴리머 기판(102)쪽으로 연속적으로:
o 1.45-1.48의 굴절률 n131과, 15nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 20nm 내지 30nm 사이의 기하학적 두께 e131을 갖는 제1의 SiO2 층(131)과;
o 1.95-2.05의 굴절률 n132와, 20nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 25nm 내지 30nm 사이의 기하학적 두께 e132를 갖는 제2의 Si3N4 층(132)과;
o 1.45-1.48의 굴절률 n133=n131과, 5nm 내지 20nm 사이, 바람직하게는 7nm 내지 18nm 사이의 기하학적 두께 e133을 갖는 제3의 SiO2 층(133)과;
o 1.95-2.05의 굴절률 n134=n132와, 5nm 내지 20nm 사이, 바람직하게는 7nm 내지 18nm 사이의 기하학적 두께 e134를 갖는 제4의 Si3N4 층(134)을 포함하는 4중층 코팅이다.
일 변형예로서, 제1의 실시예와 유사하게, 상기 코팅(103)의 제3의 SiO2 층(133)은 35nm 내지 55nm 사이, 바람직하게는 40nm 내지 50nm 사이의 기하학적 두께 e133를 가질 수 있다.
제1의 실시예와 같이, 적층 요소(110)의 수분 감지층(104)과 폴리머 기판(102)의 사이에 삽입되는 다중층 보호 코팅(103)의 박층들은 상기 층(104)으로부터 기판(102)쪽으로 서로 교호적으로 낮은 굴절률과 높은 굴절률을 갖는다. 따라서 다중층 코팅(103)은 종래 기술에 따른 보호 코팅에 의해 얻어지는 것과 비교하여, 상기 코팅(103)의 다양한 구성층들 사이의 복수의 계면에 의해 투과성의 폴리머 기판(102)을 통해서 상기 셀(102)로 이동할 수 있는 수분에 대한 AZO 층(104)의 보호를 향상시키는 동시에, AZO 층(104)과 폴리머 기판(102) 사이의 계면에서의 반사방지 효과에 의해 상기 요소(10)를 통한 흡수체 층(105)쪽으로의 유용한 광투과율을 향상시킬 수 있게 된다. 제1의 실시예에서와 같이, 이는 다중층 보호 코팅을 포함하지 않는 종래 기술에 따른 광기전 셀과 비교하여 상기 요소(110)를 병합한 광기전 셀(102)의 광기전 효율을 증대시킬 수 있게 한다.
상기 예들은, 박막 광기전 셀에 결합되었을 때 상기 셀의 수분 저항성 및 광기전 효율을 향상시킬 수 있는 다중층 보호 코팅을 포함하는 본 발명에 따른 적층 요소의 이점을 예시한다.
보다 일반적으로, 이들 이점은 상이한 굴절률을 갖는 적어도 2개의 적층된 층들로 형성된 반사방지 다중층을 포함하는 본 발명에 따른 적층 요소의 폴리머층과 수분 감지층의 사이에 삽입되는 보호 코팅에 의해 얻어질 수 있다. 수분 감지층과 폴리머층의 사이에 삽입되는 보호 코팅의 반사방지 다중층은, 상기 반사방지 다중층의 부재시에 얻어지는 상기 복사의 투과율과 같거나 더 높은 상기 적층 요소를 통한 복사의 투과율을 보장하는 다중층이다.
특히, 본 발명에 따른 적층 요소의 보호 코팅의 반사방지 다중층의 다양한 층들은 전술한 예에서와 같이, 상기 층들의 굴절률이 서로 교호적으로 더 낮고 더 높도록 위치될 수 있다.
본 발명의 일 변형예(도시하지 않음)에 따르면, 본 발명에 따른 적층 요소의 보호 코팅의 반사방지 다중층의 다양한 층들은, 이들 층들의 굴절률이 수분 감지층에 가장 가까운 층으로부터 폴리머층에 가장 가까운 층쪽으로 감소하도록 배치될 수 있다. 따라서, 다중층 보호 코팅은 수분 감지층으로부터 폴리머층 쪽으로 감소하는 계단형태의 굴절률 구배(句配)를 형성하며, 수분 감지층의 굴절률은 폴리머층의 굴절률보다 더 높다.
계단형태의 굴절률 구배를 갖는 이러한 다중층 코팅은 특히 수분 감지층으로부터 폴리머층 쪽으로 감소하는 굴절률을 갖는 연속적인 SiOxNy 층들의 다중층으로형성될 수 있으며, 양단(兩端)층은 예를 들면 각각 수분 감지층 근처의 Si3N4 층과 폴리머층 근처의 SiO2 층이다. 감소하는 굴절률을 갖는 다양한 SiOxNy 층들은 층마다 서로 다른 질소 및 산소의 상대적인 비율을 갖는다.
이들 층들은 충분한 도전성을 갖도록 금속으로 경도핑된 실리콘 타겟을 이용하여 질소 및/또는 산소의 존재하에 아르곤 플라즈마에서 스퍼터링에 의해 수분 감지층에 연속적으로 저온 증착될 수 있다. 유익하게는, 감소하는 굴절률을 갖는 연속적인 SiOxNy 층들은 스퍼터링시에 질소와 산소의 비율을 계단형태로 변경시킴으로써, 특히 질소의 비율을 감소시키고 산소의 비율을 증대시킴으로써 얻어진다.
일 변형예로서, 이들 층들은 PECVD에 의해 연속적으로 증착될 수 있으며, 특히 전구물질의 상대적인 비율을 계단형태로 변경시킴으로써 보호 코팅의 하나의 박층과 그 후속 박층 사이의 화학적 양이 달라지게 된다.
계단형태의 굴절률 구배를 갖는 다중층 코팅은 교호적인 굴절률을 갖는 다중층 코팅과 동일한 방식으로, 보호 코팅의 다양한 구성층들 사이의 복수의 계면에 의해 수분 감지층의 보호를 향상시키는 동시에, 수분 감지층과 폴리머층 사이의 계면에서의 반사방지 효과에 의해 보호 코팅을 포함하는 상기 적층 요소를 통한 유용한 광투과율을 향상시킬 수 있게 된다.
보호 코팅의 구성층들의 적층 형식에 상관없이, 즉 교호적인 굴절률을 갖는지 또는 계단형태의 굴절률 구배를 갖는지에 상관없이, 본 발명은 수분으로부터의 보호 측면과 광투과율 측면에서 이중으로 유익한 적층 요소를 제공하게 된다. 이들 두 이점은, 한편으로는 코팅 내의 성질이 다른 복수의 층들의 존재에 의해 보호 코팅의 수분 장벽 효과를 향상시킬 수 있는 가능성을 인지함으로써, 그리고 다른 한편으로는 폴리머층과 수분 감지층 사이의 계면에 반사방지 다중층을 위치시키기 위한 이 복수의 층들의 존재의 이점에 의해 얻어졌다. 박막 광기전 셀의 수분 감지 정면 전극과 적층 개재층 또는 폴리머 기판 사이의 계면에의 이러한 반사방지 다중층의 존재는, 적층 개재층 또는 기판, 및 정면 전극의 구성 물질들 사이의 큰 굴절률 차이로 인해 상기 셀에 입사하는 광속의 상당한 손실이 반사에 의해 이 계면에서 일어나기 때문에, 광투과율 및 그에 따른 셀의 효율을 향상시키는데 더욱 효과적이다.
본 발명은 기재되고 도시된 예에 국한되지 않는다. 특히, 이미 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 적층 요소는 임의의 개수, 2개 이상의 적층된 층들을 포함하는 보호 코팅을 구비할 수 있으며, 이들 층들의 두께 및 화학적 조성은 전술한 층들과 다를 수 있다. 특히, 보호 코팅의 반사방지 다중층은 짝수 개 또는 홀수 개의 박층을 포함할 수 있으며, 반사방지 다중층의 연속적인 박층들의 각 쌍의 하나의 박층의 굴절률은 상기 쌍의 다른 박층의 굴절률과 다르다. 보호 코팅의 층들의 소정 조성에 대해, 적층 요소를 통한 가중 광투과율이 극대화될 수 있도록 예를 들면 최적화 소프트웨어를 이용하여 층들 각각의 기하학적 두께가 바람직하게 선택된다.
보호 코팅의 구성층들이 적층되는 방식에 상관없이, 즉 교호적인 굴절률을 갖도록 또는 계단형태의 굴절률 구배를 갖도록 적층되는지에 상관없이, 수분 장벽 기능을 위한 적절한 수의 계면을 제공하기 때문에 3중층 또는 4중층의 다중층이 바람직하다. 교호적인 굴절률을 갖는 보호 코팅의 경우에, 수분 장벽 기능을 위한 적절한 수의 계면을 제공할 뿐만 아니라 보호 코팅의 간섭필터 기능을 위한 적절한 수의 층을 제공하므로 도 1 내지 도 3에 도시된 4중층의 다중층이 특히 바람직하다.
마찬가지로, 본 발명에 따른 적층 요소의 수분 감지층과 폴리머층은 전술한 수분 감지층 및 폴리머층과 두께 및 성질이 다를 수 있다. 특히 수분 감지층은 적어도 일부가 금속층으로 형성될 수도 있다. 일례로서, 황동계 화합물을 기초로 한 흡수체 층과 유리 기판을 갖는 광기전 셀의 경우에, 상기 셀의 특정 부분을 에칭함으로써 몰리브덴 층의 일부가 폴리머 적층 개재층에 직접 접촉하게 되면, 수분 감지층은 배면 전극을 형성하는 몰리브덴 층으로 그 일부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 적층 요소는, 상이한 흡수체 물질을 갖는 여러 층의 적층에 의해 흡수체 층이 형성되는 소위 "탠덤(tandem)" 광기전 셀에도 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 적층 요소는 유기 흡수체(organic absorber)를 구비한 광기전 셀에도 또한 사용될 수 있으며, 유기 흡수체의 층은 적어도 부분적으로 수분 감지층을 형성한다.
1, 102: 정면 기판 2: 적층 개재층
3, 103: 보호 코팅 4, 104: 수분 감지층(AZO 층)
5, 105: 흡수체 층 6, 106: 도전성 층
7, 107: 배면 기판 8: 알칼리 장벽층
10, 110: 적층 요소 20, 120: 광기전 솔라 셀
31, 32, 33, 34, 131, 132, 133, 134: 투명 박층
3, 103: 보호 코팅 4, 104: 수분 감지층(AZO 층)
5, 105: 흡수체 층 6, 106: 도전성 층
7, 107: 배면 기판 8: 알칼리 장벽층
10, 110: 적층 요소 20, 120: 광기전 솔라 셀
31, 32, 33, 34, 131, 132, 133, 134: 투명 박층
Claims (14)
- 폴리머층(2, 102)과, 수분 감지층(moisture-sensitive layer: 4, 104), 및 상기 폴리머층과 상기 수분 감지층의 사이에 삽입된 수분 장벽을 형성하는 보호 코팅(3, 103)을 포함하는, 특히 광기전 장치용 적층 요소(10, 110)에 있어서,
상기 보호 코팅(3, 103)은 서로 굴절률이 상이한 적어도 2개의 박층(thin layer)을 포함하는 반사방지 다중층(multilayer)으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소. - 제1항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)의 상기 반사방지 다중층의 각각의 박층(31, 32, 33, 34, 131, 132, 133, 및 134)의 기하학적 두께(e31, e32, e33, e34, e131, e132, e133, 및 e134)는 상기 적층 요소(10, 110)를 통한 태양복사의 투과율을 극대화하도록 적합화되는 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)의 상기 반사방지 다중층의 각각의 박층(31, 32, 33, 34, 131, 132, 133, 및 134)은 산화물 및/또는 질화물 층인 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)은 적어도 3개의 박층을 포함하는 반사방지 다중층으로 구성되고, 상기 반사방지 다중층의 연속적인 박층들의 각 쌍(pair)의 하나의 박층의 굴절률은 상기 쌍의 다른 박층의 굴절률과 다른 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)의 상기 반사방지 다중층은, 상기 수분 감지층(4, 104)으로부터 상기 폴리머층(2, 102)쪽으로 가면서 연속적으로 서로 교호(交互)적으로 낮고 높은 굴절률(n31, n32,n33, n34, n131, n132, n133, 및 n134)을 갖는 적어도 2개의 박층(31, 32, 33, 34, 131, 132, 133, 및 134)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소.
- 제5항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)의 상기 반사방지 다중층은 상기 수분 감지층(4, 104)으로부터 폴리머층(2, 102)쪽으로 연속적으로:
- 550 nm에서 1.3 내지 1.7 사이의 제1의 굴절률(n31과 n131)과, 15nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 20nm 내지 30nm 사이의 제1의 기하학적 두께(e31과 e131)를 갖는 제1의 층(31, 131)과;
- 550 nm에서 1.8 내지 2.3 사이의 제2의 굴절률(n32와 n132)과, 20nm 내지 35nm 사이, 바람직하게는 25nm 내지 30nm 사이의 제2의 기하학적 두께(e32와 e132)를 갖는 제2의 층(32, 132)과;
- 550 nm에서 1.3 내지 1.7 사이의 제3의 굴절률(n33과 n133)과, 5nm 내지 20nm 사이, 바람직하게는 7nm 내지 18nm 사이의 제3의 기하학적 두께(e33와 e133)를 갖는 제3의 층(33, 133); 및
- 550 nm에서 1.8 내지 2.3 사이의 제4의 굴절률(n34와 n134)과, 5nm 내지 20nm 사이, 바람직하게는 7nm 내지 18nm 사이의 제4의 기하학적 두께(e34와 e134)를 갖는 제4의 층(34, 134)을
포함하는 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)의 상기 반사방지 다중층은 상기 수분 감지층(4, 104)으로부터 상기 폴리머층(2, 102)쪽으로 다음과 같은 순서의 박층:
SiO2 / Si3N4 / SiO2 / Si3N4
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)의 상기 반사방지 다중층은 상기 수분 감지층(4, 104)에 가장 가까운 층으로부터 상기 폴리머층(2, 102)에 가장 가까운 층쪽으로 굴절률이 감소하는 적어도 2개의 박층을 연속적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소.
- 제8항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)의 상기 반사방지 다중층은 상기 수분 감지층(4, 104)에 가장 가까운 층으로부터 상기 폴리머층(2, 102)에 가장 가까운 층쪽으로 굴절률이 감소하는 적어도 2개의 SiOxNy 박층을 연속적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 광기전 장치용 적층 요소.
- 박막 광기전 장치(20, 120)에 있어서,
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적층 요소(10, 110)와, 상기 적층 요소의 상기 수분 감지층(4, 104)측에 위치된 흡수체 물질층(5, 105)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 박막 광기전 장치. - 제10항에 있어서, 상기 보호 코팅(3, 103)의 각각의 박층(31, 32, 33, 34, 131, 132, 133, 및 134)의 기하학적 두께(e31, e32, e33, e34, e131, e132, e133, 및 e134)는, 상기 적층 요소(10, 110)를 통해 상기 흡수체 물질층(5, 105)쪽으로, 상기 폴리머층(2, 102)측에서 상기 박막 광기전 장치에 입사하는 태양복사의 투과율을 극대화하도록 적합화되고, 상기 태양복사의 투과율은 상기 박막 광기전 장치의 흡수체 물질의 흡수 스펙트럼 및 태양 스펙트럼에 걸쳐서 가중화되는 것을 특징으로 하는, 박막 광기전 장치.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 박막 광기전 장치는 투명 유리로 이루어진 창유리 기능을 갖는 기판(1)을 포함하며, 상기 폴리머층(2)은 상기 기판(1)에 부착하기 위한 폴리머 적층 개재층인 것을 특징으로 하는, 박막 광기전 장치.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 폴리머층(102)은 창유리 기능을 갖는 상기 박막 광기전 장치의 기판이며, 상기 기판은 투명 열가소성 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는, 박막 광기전 장치.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적층 요소(10, 110)의 제작 방법에 있어서,
상기 보호 코팅(3, 103)의 상기 반사방지 다중층의 상기 박층들(31, 32, 33, 34, 131, 132, 133, 및 134)의 적어도 일부는 스퍼터링(sputtering) 및/또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: 플라즈마 향상 화학 기상 증착)에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는, 적층 요소의 제작 방법
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