KR20140135950A - 광전 패널 상에 발열층을 형성하는 플루오라인 도핑된 주석(iv) 산화물(sno2:f)의 도포와 광전 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광전 패널 상에 발열층을 형성하는 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)(FTO)을 도포하는 것에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 전방 부분(1)이 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층(2)으로 커버되고, 그 위에 전극(3)들이 적층되는 것을 특징으로 하는 광전 패널에 관한 것이다. 전도성 층(2)은 전기 전류 소스에 연결될 때 발열층으로 된다. 바람직한 실시예에서 투명한 폴리머 필름(4)이 그 위에 도포되어, 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층(2)과 광전셀(5)과 불가분적으로 및 영구적으로 결합된다.
Description
본 발명의 주제는 광전 패널 상에 발열층을 형성하는 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)(FTO)을 도포하는 것과, 광전 패널에 관한 것이다. 본 발명은 전자기 복사선(바람직하게는 태양 에너지)을 전기 에너지로 변환하는 공정에 적용된다.
차량 윈도우에 서리를 방지하는 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)을 도포하는 것이 이 기술 분야에 알려져 있다.
이외에, 라미너 구조를 가지는 광전 패널이 알려져 있다. 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전셀이 가장 중요한 부분이다. 단일 셀은 p-n 접합 구조를 가지는 반도체이다. 광전 패널은 여러 유형의 반도체 물질을 사용하여 제조된다. 그 유형에 따라 패널은 단결정 유형(c-Si)의 실리콘, 다결정 유형(m-Si)의 실리콘 및 비정질 실리콘(a-Si, a-Si:H), 구리 인듐 셀렌화물(CIS) 또는 구리 인듐 갈륨 셀렌화물(CIGS) 및 카드뮴 텔루르 화합물(CdTe)의 박막-층 기술로 만들어진 패널로 분류된다. 광전 패널의 전방 부분은 광전셀을 보호하는 유리로 만들어지는 반면, 전체 구조는 패널을 지지 구조에 고정하는 구성 소자인 프레임으로 폐쇄된다.
수직 정면(facade)에 설치되지 않는 경우, 모든 알려진 광전 패널은 섭씨 0도에 근접하거나 섭씨 0도 미만의 온도에서 응결하는 동안 서리나 눈 층으로 커버될 수 있다. 이것은 패널 표면의 일부분이 예를 들어 눈, 서리 등에 의해 가려지는 상태에서 상당한 성능 손실을 야기하여 전체 광전 시설의 전체 효율이 감소한다. 이 문제는 겨울에, 눈 오는 날씨에 및 섭씨 0도 미만의 온도에서 일어난다. 광전 패널에서 알려진 눈 제거 및 결빙 방지 시스템은 패널 아래 장착된 저항선 또는 액체 매질을 갖는 시스템(패널 아래에 장착된 파이프 시스템)으로 만들어진 전기 발열 매트에 의해 발열을 제공한다. 그 특성 상, 발열 매트는 전방에 결빙 방지 또는 서리 방지를 요구하는 곳에 직접 배치될 수 없고, 패널 아래에 배치된다. 이것은 매트로부터 패널의 전방 부분 쪽으로 가는 길에 바람직하지 않은 열 손실을 야기한다.
전기 전력을 공급하는 태양 셀은 일본 특허 번호 JP2002021265에 또한 알려져 있다. 태양 셀은 눈을 용융시키는 발열 소자를 구비한다. 그러나, 이 발열 소자는 태양 셀의 일부에만 제공되어 태양 셀의 전체 표면이 균일하게 발열하는 것을 방해한다.
본 발명은 광전 패널 상에 발열층을 형성하는 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)(FTO)을 도포하는 것에 있다.
본 발명은, 전방 부분과 그 내에 광전셀 또는 셀들이 배치된 프레임을 포함하는 광전 패널로서, 전방 부분이 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층으로 커버되고, 그 위에 전극들이 적층된 것을 특징으로 하는 광전 패널에 관한 것이다. 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층의 적절한 저항에 의해 이 전도성 층은 전압 소스에 연결될 때 발열층으로 된다.
바람직한 실시예에서 광전 패널은 전방 부분이 전방 유리로 만들어지는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서 광전 패널은 전방 부분이 내부에 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층으로 커버된 것을 특징으로 한다.
더 다른 실시예에서 광전 패널은 투명한 폴리머 필름 층이 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층과 광전셀 사이에 도포되는 것을 특징으로 한다. 유리하게는, 투명한 폴리머 필름의 층은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 필름 또는 폴리비닐 부티랄(PVB) 필름이다.
또 더 다른 실시예에서 광전 패널은 투명한 폴리머 필름의 층이 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층 및/또는 광전셀과 불가분적으로 결합(bound)되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 바람직한 실시예에서 광전 패널은 전극들이 대향하는 에지들에 배치되어, 균일한 온도 분포를 야기하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 잇점은 동작 온도에 도달하는데 필요한 시간이 짧고 광전 패널의 표면 상에 균일한 온도 분포가 형성된다는 것이다. 이외에, 본 해법은 광전 패널에 서리 방지, 결빙 방지 및 눈을 제거하는 동안 더 낮은 열손실을 제공한다.
본 발명에 따른 해법은 도면에 도시되어 있고, 도 1은 광전 패널의 단면을 도시하고, 도 2는 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층, 및 광전 패널의 발열 회로의 소자를 도시한다.
도시된 실시예에서 광전 패널은 프레임(도면에는 미도시)과, 편평한 유리 판으로 만들어진 전방 부분(1)으로 구성된다. 전방 부분(1)에는, 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)(FTO)의 전도성 층(2)의 박막 필름이 도포된다. 코팅된 전방 부분(1)은 예를 들어 투명한 폴리머 필름(4)을 사용하여 온도 ≤ 200℃에서 라미네이션 공정에서 광전셀(5)에 불가분적으로 및 영구적으로 결합된다. 이 투명한 폴리머 필름(4)은 예를 들어 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 필름 또는 폴리비닐 부티랄(PVB) 필름이다. 이 동작의 결과, 전기 발열 소자인 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층(2)은 광전셀(5)과 갈바닉적으로 절연된다. 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층(2)에는, 전기 전도성 물질로 만들어진 전극(3)들이 바람직하게는 서로 대향하여 적층된다. 전극(3)들은 전력 리드(lead)(6)에 연결된다.
본 발명의 동작은 다음과 같다: 전력 리드(6)는, 예를 들어 10-250V의 전압값인 전압 소스(DC 또는 AC)에 연결된다. 그 결과 인가된 전압 전기 전류가 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(SnO2:F)의 전도성 층(2)을 통해 흘러 이 층의 저항에 열을 생성한다. 생성된 열은 전방 부분(1)을 통해 서리, 결빙 또는 눈 층 쪽으로 전달되어 이 서리, 결빙 또는 눈을 용융시켜, 광전셀(5)을 노출시킨다.
Claims (9)
- 광전 패널 상에 발열층으로 플루오라인 도핑된 주석 산화물(Sn02:F)의 사용.
- 전방 부분(1)과, 적어도 하나의 광전셀(5)을 내부에 포함하는 프레임을 포함하는 광전 패널로서, 상기 전방 부분(1)은 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(Sn02:F)의 전도성 층(2)으로 커버되고, 그 위에 전극(3)들이 적층되며, 상기 전극(3)들이 전압 소스에 연결될 때 상기 전도성 층(2)은 발열층으로 되는 것을 특징으로 하는 광전 패널.
- 제2항에 있어서, 상기 전방 부분(1)은 유리로 만들어지는 것을 특징으로 하는 광전 패널.
- 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 부분(1)은 내부에 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(Sn02:F)의 전도성 층(2)으로 커버되는 것을 특징으로 하는 광전 패널.
- 제4항에 있어서, 투명한 폴리머 필름(4)의 층은 상기 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(Sn02:F)의 전도성 층(2)과 상기 광전셀(5) 사이에 도포되는 것을 특징으로 하는 광전 패널.
- 제5항에 있어서, 상기 투명한 폴리머 필름(4)의 층은 상기 플루오라인 도핑된 주석(IV) 산화물(Sn02:F)의 전도성 층(2) 및/또는 상기 광전셀(5)과 불가분적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 광전 패널.
- 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명한 폴리머 필름(4)의 층은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 필름인 것을 특징으로 하는 광전 패널.
- 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명한 폴리머 필름(4)의 층은 폴리비닐 부티랄(PVB) 필름인 것을 특징으로 하는 광전 패널.
- 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극(3)들은 상기 패널의 대향하는 에지들에 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 패널.
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