[go: up one dir, main page]

KR101021659B1 - 태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물 - Google Patents

태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101021659B1
KR101021659B1 KR1020090120735A KR20090120735A KR101021659B1 KR 101021659 B1 KR101021659 B1 KR 101021659B1 KR 1020090120735 A KR1020090120735 A KR 1020090120735A KR 20090120735 A KR20090120735 A KR 20090120735A KR 101021659 B1 KR101021659 B1 KR 101021659B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sol
solar cell
coating liquid
cell module
light transmittance
Prior art date
Application number
KR1020090120735A
Other languages
English (en)
Inventor
김육중
장진호
Original Assignee
주식회사 에이치와이티씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이치와이티씨 filed Critical 주식회사 에이치와이티씨
Priority to KR1020090120735A priority Critical patent/KR101021659B1/ko
Priority to US12/852,641 priority patent/US9284214B2/en
Priority to CN201010267144.5A priority patent/CN102086093B/zh
Priority to EP10836165.0A priority patent/EP2511349A4/en
Priority to JP2012543016A priority patent/JP5686138B2/ja
Priority to PCT/KR2010/008557 priority patent/WO2011071269A2/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101021659B1 publication Critical patent/KR101021659B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
    • C03C1/008—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route for the production of films or coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/02—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2203/00—Production processes
    • C03C2203/20—Wet processes, e.g. sol-gel process
    • C03C2203/26—Wet processes, e.g. sol-gel process using alkoxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2203/00—Production processes
    • C03C2203/20—Wet processes, e.g. sol-gel process
    • C03C2203/30—Additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2203/00—Production processes
    • C03C2203/20—Wet processes, e.g. sol-gel process
    • C03C2203/30—Additives
    • C03C2203/32—Catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/73—Anti-reflective coatings with specific characteristics
    • C03C2217/732—Anti-reflective coatings with specific characteristics made of a single layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
    • C03C2218/113—Deposition methods from solutions or suspensions by sol-gel processes
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양전지 모듈 제조에 사용되는 유리에 코팅을 하여 투과율을 증대시켜 주는 코팅액의 제조방법과 상기 방법에 의하여 제조된 코팅액 조성물에 관한 것이다. 종래에 빛의 투과를 증가시키기 위해 고굴절률 층과 저굴절율의 층을 교대로 적층하거나 반사방지용 광촉매 코팅을 하거나 알콕시 실란의 다공성 구조를 이용하였으나 정밀한 적층이 어렵거나 원가가 비싸거나 코팅액의 저장안정성이 제한되는 등의 단점이 있어 사용이 어려웠다. 본 발명은 이러한 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 수십에서 수백 나노의 무기 입자를 충진 형태로 배열을 하여 다공성 구조와 유사한 배열을 가지도록 하되 다공성 구조가 가지는 투과율 증대의 특성을 유지하면서 충진물의 기계적인 특성으로 경도를 향상시키도록 한다.

Description

태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물{METHOD FOR PRODUCING SOLAR COLLECTOR MODULE COATING SOLUTION}
본 발명은 태양전지 모듈 제조에 사용되는 글라스에 코팅을 하여 투과율을 증대시켜 주는 코팅액의 제조에 관한 것이다.
본 발명은 태양전지 모듈 제조에 사용되는 글라스에 코팅을 하여 투과율을 증대시켜 주는 코팅액의 제조에 관한 것이다.
빛이 수직으로 입사하는 경우, 약 4%의 반사 손실률이 공기/유리 계면에서 발생하는데 태양광 시스템, 예를 들면 광전지 또는 태양광 수집기를 덮기 위해 사용되는 유리의 경우 이러한 손실은 시스템의 효율을 감소시키기 때문에 빛의 투과를 증가시킬 목적으로 유리의 표면에 코팅층을 만드는 여러 가지 방법이 존재한다.
이때, 고굴절률 물질 및 저굴절률 물질의 둘 이상의 층을 교대로 서로의 위에 적용하게 되면 반사파는 특정한 파장범위에서 소멸된다. 이의 예는 쇼트 글래스 베르케(Schott Glaswerke)로부터의 건축 유리위의 반사방지 층으로, 이는졸-겔 방법에 의해 제조되고 침지 코팅에 의해 적용된다. 그러나, 이들 반사방지 코팅물의 주파수 밴드 폭은 물리적으로 하나의 옥타브(octave)로 제한되고, 가시 영역에서의 반사방지 코팅물에만 적합할 뿐, 넓은 밴드의 태양광 스펙트럼에서의 반사방지 코팅물에는 적합하지 않다.
대한민국 공개특허 제10-2008-0023888호 ‘반사방지 기능성 코팅유리’는 2개 이상의 굴절률이 다른물질로 이루어진 코팅층등이 가시광선 영역의 빛을 흡수 또는 광학적으로 간섭하여 반사되는 빛의 양을 차감해 저반사 효과를 나타내도록 한 것으로서 구체적으로는 증착을 이용하여 여러 개여 층을 만들도록 하는 다층 코팅 방식으로 시도되었는데 증착이 가능한 유리의 사이즈가 제한되며 높은 정밀도로 각층의 막두께를 제어하기에는 대량생산이 힘들며 경제성이 낮다는 문제점으로 인하여 제품에 적용 되는데 제한되어져 왔다.
이를 해결하기 위하여 습식 코팅 방식이 제안되었는데 대한민국 등록특허 제10-0653585호 ‘ 반사방지막, 반사방지 막의 제조방법 및 반사방지 유리’는 플루오르 원자를 함유하는 반사방지막을 제조하도록 하는데 플루오르알킬실란을 사용하는 폴리실록산 용액을 제조하고 통상의 코팅법에 의하여 코팅하도록 하였다. 그러나 플루오르알킬실란은 알콕시 실란에 비해 고가의 원료이며 현재 시장에서 적용되는 태양전지 모듈 가격에 적용되기 어렵다는 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0870213호 ‘반사방지 광촉매 조성물 및 이를 적용 한 유리기재’는 반사방지용 광촉매 및 이를 이용한 반사방지 코팅막 제조를 제안하였지만 광촉매의 원료가되는 티타늄(Ti)의 고유 굴절율로 인해 반사방지 성능이 태양 전지 효율을 향상 시키기에는 역부족이다.
대한민국 공개특허 제10-2004-0035832호 ‘내마모성 ＳＩＯ2 반사방지 층을 제조하기 위한 신규하이브리드 졸’은 알콕시 실란의 구조를 다공성 구조로 제조하여 반사방지막을 구현 하였으나 염기성하에 알콕시 실란은 코팅액의 저장 안정성이 제한되어져 반사방지 도막의 안정적인 생산이 어려운 점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 나노 무기물 입자들의 충진 배열을 이용하여 투과율 증대, 광학 박막 두께에서도 경도 유지, 단층 습식 코팅 방법으로 인한 제조비용의 최소화를 할수 있는 광학 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 태양전지 모듈에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법을 제공하는데. 반응성이 급격한 알루미늄 알콕사이드(Aluminum Alkoxide)와 졸-겔반응을 일으키도록 하는 응집유도제를 투입하여 졸-겔 반응으로 인한 응집을 유도하여 수십에서 수백나노 크기의 입자를 생성하는 제1단계를 포함할 수 있다.
상기 응집유도제는 실리카졸과 알루미나졸 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질일 수 있다.
제1단계이후에, 상기 1단계를 통하여 제조된 졸에 분산 안정제를 투입하여 입자를 안정화하는 제2단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2단계를 통하여 제조된 졸을 이용하여 재차 금속 알콕사이드 졸-겔 반응화 하는 제3단계를 더 포함할 수 있다
응집유도제로 실리카졸과 알루미나졸을 모두 사용하는 경우 상기 실리카졸 100중량부 대비 알루미나졸 10내지 40중량부를 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 응집유도제는 산성인 졸(sol)형태이도록 하는데 응집유도제가 염기성인 경우 산성 촉매를 이용하여 pH를 산성으로 변화하는 단계를 더 포함하도록 하며 상기 졸-겔 반응은 섭씨 50내지80도에서 반응이 일어나도록 하는 것일 수 있다.
상기 실리카졸의 입자는 10nm내지200nm 의 크기의 것을 사용하여 반응시키도록 할 수 있다.
알루미나졸의 입자는 100내지 200nm크기의 것을 사용하도록 할 수 있다.
상기 응집된 입자는 100nm내지 500nm의 크기를 가지는 것일 수 있다.
또한 위에서 형성된 졸과 금속알콕사이드인 실란 화합물(Si(OR)4), 물, 유기용매, 촉매를 포함하여 구성되는 반사방지 코팅 조성물일 수 있다.
태양전지 모듈의 최외각 유리에 반사방지 코팅을 적용시 효율은 증대되지만 기존의 다층 박막 설계로 인한 제조비용 및 신뢰성이 문제로 인하여 적용이 어려웠지만 이상에서 알 수 있듯이 본 발명은 나노 무기물 입자들의 충진 배열을 이용하여 투과율 증대, 광학 박막 두께에서도 경도 유지, 단층 습식 코팅 방법으로 인한 제조비용의 최소화를 할 수 있는 광학 코팅 조성물을 제공하는 효과를 갖는다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하며 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 습식 코팅 방식으로서 단일층을 이용한 반사방지막 제조를 하는데 태양전지용으로 사용하기에 적합한 경도 및 신뢰성을 가지는 반사방지막을 제공하는데 있다.
앞서 금속 알콕시 실란을 염기하에서 졸-겔 반응후 다공성 구조를 구현 반사방지 기능을 제안하였으나 다공성 구조의 한계인 도막 경도에서 문제점이 지적되고 있으며 도막의 경도 향상을 위하여 졸-겔 반응을 산성하에서 진행할 경우 도막의 밀도 증가로 인한 투과율 증대 효과가 상쇄되는 문제점이 있다.
본 발명에서는 수십에서 수백 나노의 무기 입자를 충진 형태로 배열을 하여 다공성 구조와 유사한 배열을 가지도록 하되 다공성 구조가 가지는 투과율 증대의 특성을 유지하면서 충진물의 기계적인 특성으로 경도를 향상시키도록 하는데 목적이 있다.
통상 빛은 다공성 구조에서 생기는 마이크로 크기의 기공을 통과하게 되면 난반사를 일으켜 반사방지성은 향상되나 빛의 투과율은 급격히 저하되어 태양전지에는 적합하지 않은 단점을 가진다. 하지만 무기입자의 크기를 마이크로 크기에서 나노 단위로 축소하게 되면 빛의 투과율은 증대되며 무기물 입자에 의한 구종에 의해 경도 증대를 가져오게 된다.
이를 위하여 반응성이 급격한 알루미늄 알콕사이드(Aluminum Alkoxide)와 pH가 산성인 응집유도제의 반응으로 응집을 유도하여 수십에서 수백나노 크기의 입자를 생성하되 상기 응집유도제와 알콕사이드의 졸-겔 반응에 의할때 응집유도제는 pH가 산성인 졸(sol)형태이도록 하며 응집유도제의 pH가 염기인 경우 산성 촉매를 이용하여 pH를 산성으로 변화하도록 하며 섭씨 50내지 80도에서 반응이 일어나도록 하는 제1단계를 포함하는데
상기 응집유도제는 수성 실리카졸(silica-sol)을 사용할 수 있으며 실리카졸의 경우 입자는 10~200nm 정도의 크기의 것을 사용할 수 있다.
또한, 응집유도제로 수성 알루미나졸(Alumina-sol)이 사용될 수 있으며 알루미나졸의 입자는 10내지500nm정도의 크기가 되도록 할 수 있으며 바람직하게는 10내지 200nm 정도의 크기 되는 것이 좋다. 또한, 응집유도제로 수성 실리카졸과 함께 수성 알루미나졸도 함께 사용하도록 할 수 있다.
또한, 상기 1단계를 통하여 제조된 졸에 분산 안정제를 투입하여 입자를 안정화하 는 제2단계와
상기 제2단계를 통하여 제조된 졸을 이용하여 재차 금속 알콕사이드 졸-겔 반응화 하는 제3단계를 포함하는데 사용되는 금속 알콕사이드는 다음과 같은 화학식과 같은 것을 사용할 수 있다. 단, R은 C10이하인 알킬기이다.
Figure 112009075510270-pat00001
보다 자세한 내용은 다음의 실시예에서 설명한다.
실시예1
쟈켓 반응기 온도를 25℃로 유지하며 메탄올 12.8g, 메틸 셀루솔브 7.9g, 초산 0.015g을 혼합후 10분간 교반하여 혼합물을 제조한다. 이에 brij-56(Poly(oxyethylene) nonionic surfactant) 0.05g, Polyvinylpyrrolidone(MW : 40,000) 0.03mol을 추가하여 surfactant가 함유된 혼합물을 제조한다. 혼합물에 Aluminum tri-sec-butoxide를 2.8g을 투입 후 고속으로 혼합을 한 후 이소프로필 알코올 36g을 혼합하여 알루미늄 알콕사이드 혼합물을 제조한다.
Grace사의 Ludox 콜로이달 실리카인 HS-40은 양이온교환수지를 통과시켜 pH 2~3정도의 산성 실리카졸로 변화시킨후 앞서 제조된 알루미늄 알콕사이드 혼합물에 혼 합물의 전체중량 대비 중량비 3~10%의 비율로 dropping으로 천천히 적하한후 졸-겔 반응을 이용하여 1~10시간 중합을 시킨다.
반응 종료후 분산안정제인 DBTDL(Di butyl tin Laurate )0.1~0.5mol, 레벨링 첨가제인 BYK300을 첨가하여 코팅 조성물을 제조한다.
실시예2
실시예1에서 Aluminum tri-sec-butoxide를 A [Al(OC3H7)3]로 대체하여 실시예1과 동일하게 진행한다.
실시예3
실시예1에서 산성 콜로이달 실리카를 투입후 승온하여 쟈켓 반응기 온도를 50~70℃로 유지하며 1~10시간 반응 진행후 30℃로 냉각하여 졸-겔 반응을 1~3시간 진행한다.
실시예4
실시예1에서 산성 실리카졸 제조시 Grace사의 Ludox 콜로이달 실리카인 HS-40, AS, TM과 에스켐테사의 실리카졸 SS-SOL 100을 각각 10, 20, 20, 50%의 백분율로 혼합후 양이온교환수지를 통과시켜 pH 2~3정도의 산성 콜로이달 실리카를 제조한다.
제조된 산성 콜로이달 실리카를 이용하여 실시예1과 동일하게 제조한다.
실시예5
실시예4에서 산성 콜로이달 실리카를 투입후 승온하여 쟈켓 반응기 온도를 50~70℃로 유지하며 1~10시간 반응 진행후 30℃로 냉각하여 졸-겔 반응을 1~3시간 진행한다.
실시예6
실시예1에서 산성 콜로이달 실리카 대신에 알루미나졸인 NANOBYK-3600(BYK)을 사용하여 코팅 조성물을 제조한다.
실시예7
실시예6에서 알루미나 졸을 투입후 승온하여 쟈켓 반응기 온도를 50~70℃로 유지하며 1~10시간 반응 진행 후 30℃로 냉각하여 졸-겔 반응을 1~3시간 진행한다.
실시예8
Grace사의 Ludox 콜로이달 실리카인 HS-40, AS, 과 에스켐테사의 실리카졸 SS-SOL 100을 각각 30, 20, 50%의 백분율로 혼합후 양이온교환수지를 통과시켜 pH 2~3정도의 산성 콜로이달 실리카를 제조한다.
이에 알루미늄 졸인 NANOBYK-3600을 산성 콜로이달 실리카졸 100중량부 대비 중량 비 10~40%의 비율로 산성 실리카에 적하하여 산성 Hybrid 나노졸을 제조한다
제조된 산성 Hybrid 나노졸을 이용하여 실시예6과 동일하게 제조한다.
실시예9
실시예8에서 Hybrid 나노졸을 투입후 승온하여 쟈켓 반응기 온도를 50~70℃로 유지하며 1~10시간 반응 진행후 30℃로 냉각하여 졸-겔 반응을 1~3시간 진행한다
실시예10
실시예1에서 산성 실리카졸을 투입하여 30분 후 Aldrich사의 테트라메톡시실란(TMOS), 테트라에톡시실란(TEOS), 증류수, Itaconic acid(Aldrich)를 각각 1.3g, 0.8g, 1.5g, 0.03g을 투입후 1~5시간 졸-겔 반응을 진행한다.
실시예11
실시예3에서 쟈켓 반응기 온도를 50~70℃로 유지하며 1~10시간 반응 진행후 30℃로 냉각하여 Aldrich사의 테트라메톡시실란(TMOS), 테트라에톡시실란(TEOS), 증류수, Itaconic acid(Aldrich)를 각각 1.3g, 0.8g, 1.5g, 0.03g을 투입후 1~5시간 졸-겔 반응을 진행한다.
실시예12
실시예5에서 쟈켓 반응기 온도를 50~70℃로 유지하며 1~10시간 반응 진행후 30℃ 로 냉각하여 Aldrich사의 테트라메톡시실란(TMOS), 테트라에톡시실란(TEOS), 증류수, Itaconic acid(Aldrich)를 각각 1.3g, 0.8g, 1.5g, 0.03g을 투입후 1~5시간 졸-겔 반응을 진행한다.
실시예13
실시예7에서 쟈켓 반응기 온도를 50~70℃로 유지하며 1~10시간 반응 진행후 30℃로 냉각하여 Aldrich사의 테트라메톡시실란(TMOS), 테트라에톡시실란(TEOS), 증류수, Itaconic acid(Aldrich)를 각각 1.3g, 0.8g, 1.5g, 0.03g을 투입후 1~5시간 졸-겔 반응을 진행한다.
실시예14
실시예9에서 쟈켓 반응기 온도를 50~70℃로 유지하며 1~10시간 반응 진행후 30℃로 냉각하여 Aldrich사의 테트라메톡시실란(TMOS), 테트라에톡시실란(TEOS), 증류수, Itaconic acid(Aldrich)를 각각 1.3g, 0.8g, 1.5g, 0.03g을 투입후 1~5시간 졸-겔 반응을 진행한다.
비교예1
실시예11에서
테트라에톡시실란(TEOS)를 GPTMS[(3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane]으로 대 체하여 졸-겔 반응을 진행한다.GPTMS는 도막의 경도 및 부착 성능은 우수하지만 알콕시 실란에서 OR기중 1개는 R만 있는 구조를 가지며 R은 functional기가 에폭시 구조를 가짐으로 인해 다공성 구조를 형성하는데 방해를 주어 투과율 상승에는 효과를 가지지 못한다. 표에서 볼때 비교예1의 투과율이 좋지 않음을 확인할 수 있다. 즉 본원발명과 비교할때 다공성 구조를 만드는 공정에서 어떤 종류의 실란을 사용하느냐 다른 결과를 나타낸다는 것을 보여준다.
상기 실시예1~14까지 코팅 조성물은 Silide Glass(1T)에 도막 두께 500nm 이하를 형성하여 광학 박막층을 형성하였다.
가시광선투과율은 JASCO Model V-570을 이용하여 380~800nm 영역에서 측정하였으며경도는 KS M ISO 15184 : 2002에 의해 측정하였다.
Silide Glass의 투과율은 90.2%이며 실시예에 의하여 제조된 코팅 조성물을 광학 박막 두께로 코팅하여 경화는 200℃에서 진행하였으며 아래표와 같이 결과를 나타내게 되었다.
투과도(단면) 경도 부착력
실시예1 91.1 H PASS
실시예2 90.9 - PASS
실시예3 92.3 - PASS
실시예4 91.6 H PASS
실시예5 92.6 - PASS
실시예6 91.3 H PASS
실시예7 92.4 - PASS
실시예8 91.1 H PASS
실시예9 92.6 - PASS
실시예10 90.8 H PASS
실시예11 92.1 H PASS
실시예12 92.4 H PASS
실시예13 92.2 2H PASS
실시예14 92.5 2H PASS
비교예1 90.4 2H PASS
실시예1~14까지 광학박막 두께로 도막을 형성시 나노 입자들의 충진 배열 효과로 인해 광투과율이 증대되었으며 단면 코팅시 1.0~2.5%, 양면 코팅시 2~5%까지 광투과율이 증가하였다.
또한 무기 미립자들의 충진 효과 및 무기 실란 도막으로 인하여 도막의 강도는 H이상으로 측정되었으며 다공성 구조로 인한 경도 저하를 해결 할수 있었다.
도1에 실시예14의 반사방지 코팅 글래스의 투과율과 일반 유리의 투과율을 비교한 그래프를 도시한다. 단면에 반사방지 코팅을 한 것으로 약 2%내외의 투과율 차이를 보이는 것을 알 수 있다.
도2에는 실시예14의 반사방지 코팅을 양면에 한 유리의 투과율과 일반유리의 투과율을 비교하였다. 파장에 따라 약3%내지5%의 투과율 차이가 있는 것을 알 수 있다.
도3은 실시예14의 FE-SEM 으로 반사방지 코팅의 표면을 측정한 사진이며 도4는 FE-SEM 으로 측면의 표면을 측정 한 사진이다. 도3,4에서 보듯이 다층이 아닌 한 개의 층에 의해 형성된것임을 알 수 있다. 도3은 FE-SEM으로 표면을 측정한 것으로 표면이 다공성 구조임을 나타내는 것이고 도4는 표면의 옆(side)부분을 측정한 것으로 다공성 구조로 인한 표면의 요철을 보여주는 것이다.
도1,2는 본 발명에 따른 코팅액을 도포한 후의 광투과율을 나타내는 그래프
도3는 본 발명에 따른 코팅액을 도포한 평면의 확대사진
도4는 본 발명에 따른 코팅액을 도포함 도포층의 측면사진

Claims (10)

  1. 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법으로서,
    brij-56(Poly(oxyethylene) nonionic surfactant) 0.05g, Polyvinylpyrrolidone를 첨가하여 제조된 반응성이 급격한 알루미늄 알콕사이드(Aluminum Alkoxide)에 졸-겔반응을 일으키도록 하는 응집유도제를 투입하여 졸-겔 반응으로 인한 응집을 유도하여 100nm내지 500nm의 크기의 입자를 생성하는 제1단계를 포함하는, 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 응집유도제는 실리카졸과 알루미나졸 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법
  3. 제2항에 있어서, 제1단계이후에, 상기 1단계를 통하여 제조된 졸에 분산 안정제를 투입하여 입자를 안정화하는 제2단계를 더 포함하는, 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2단계를 통하여 제조된 졸을 이용하여 재차 금속 알콕사 이드 졸-겔 반응화 하는 제3단계를 더 포함하는, 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법
  5. 제4항에 있어서, 응집유도제로 실리카졸과 알루미나졸을 모두 사용하는 경우 상기 실리카졸 100중량부 대비 알루미나졸 10내지 40중량부를 혼합하는 단계를 더 포함하는, 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법
  6. 제5항에 있어서, 상기 응집유도제는 산성인 졸(sol)형태이도록 하는데 응집유도제가 염기성인 경우 산성 촉매를 이용하여 pH를 산성으로 변화하는 단계를 더 포함하도록 하며 상기 졸-겔 반응은 섭씨 50내지80도에서 반응이 일어나도록 하는, 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법
  7. 제6항에 있어서, 상기 실리카졸의 입자는 10nm내지200nm 의 크기의 것을 사용하여 반응시키도록 하는, 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법
  8. 제6항에 있어서,알루미나졸의 입자는 10내지 200nm크기의 것을 사용하는, 태양전지 모듈 글라스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법
  9. 삭제
  10. 제1항내지 제8항중 어느 한항에 의해서 형성된 졸과 금속알콕사이드인 실란 화합물(Si(OR)4), 물, 유기용매, 촉매를 포함하여 구성되는 반사방지 코팅 조성물
KR1020090120735A 2009-12-07 2009-12-07 태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물 KR101021659B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090120735A KR101021659B1 (ko) 2009-12-07 2009-12-07 태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물
US12/852,641 US9284214B2 (en) 2009-12-07 2010-08-09 Method for producing coating solution for use in solar collector modules and coating composition produced by the same
CN201010267144.5A CN102086093B (zh) 2009-12-07 2010-08-27 用于制造太阳能吸收器模块的涂覆溶液的制备方法以及由其制造的涂覆组合物
EP10836165.0A EP2511349A4 (en) 2009-12-07 2010-12-01 METHOD FOR PRODUCING A COATING SOLUTION TO INCREASE THE LIGHT PURITY OF A SOLAR CELL MODULAR DISC AND COATING SOLUTION COMPOSITION MADE IN THIS METHOD
JP2012543016A JP5686138B2 (ja) 2009-12-07 2010-12-01 太陽電池モジュール用のガラスに使用するための光透過率を増大させるコーティング液を製造する方法とそれによって製造されたコーティング液組成物
PCT/KR2010/008557 WO2011071269A2 (ko) 2009-12-07 2010-12-01 태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090120735A KR101021659B1 (ko) 2009-12-07 2009-12-07 태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101021659B1 true KR101021659B1 (ko) 2011-03-17

Family

ID=43938816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090120735A KR101021659B1 (ko) 2009-12-07 2009-12-07 태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9284214B2 (ko)
EP (1) EP2511349A4 (ko)
JP (1) JP5686138B2 (ko)
KR (1) KR101021659B1 (ko)
CN (1) CN102086093B (ko)
WO (1) WO2011071269A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101121207B1 (ko) * 2011-05-03 2012-03-22 윤택진 내식성이 우수한 저굴절 특성의 반사 방지 코팅 조성물, 및 이의 제조방법
CN111362589A (zh) * 2020-04-29 2020-07-03 东莞南玻太阳能玻璃有限公司 一种耐候双层高增透镀膜玻璃及其制备方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2625227A4 (en) 2010-10-06 2017-12-27 3M Innovative Properties Company Coating composition and method of making and using the same
WO2012047877A2 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 3M Innovative Properties Company Coatings for optical components of solar energy systems
CN104169745B (zh) * 2012-11-08 2018-08-17 Ppg工业俄亥俄公司 具有耐磨性的玻璃状涂层的涂覆的制品
CN103265884A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 苏州禾川化工新材料科技有限公司 一种镜片加硬增透液
JP6295673B2 (ja) * 2014-01-17 2018-03-20 日立化成株式会社 パッシベーション層付半導体基板、パッシベーション層形成用塗布型材料及び太陽電池素子
CN107076876B (zh) * 2014-09-30 2019-05-07 日本板硝子株式会社 低反射涂层、玻璃板、玻璃基板、以及光电转换装置
NL2020574A (en) * 2017-04-04 2018-10-10 Asml Holding Nv Anti-reflection coating
JP7200233B2 (ja) * 2018-05-11 2023-01-06 富士フイルム株式会社 コート剤、防曇膜、防曇膜の製造方法、及び積層体
EP3978453B1 (en) * 2020-09-30 2023-08-16 Saint-Gobain Glass France Solar control glazing for automobile and its manufacture

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100265777B1 (ko) 1993-08-05 2000-09-15 김순택 화상표시장치의 반사방지막 제조방법, 및 이를 채용한 화상표시장치
JP2001278637A (ja) * 1999-12-13 2001-10-10 Nippon Sheet Glass Co Ltd 低反射ガラス物品
JP2004352524A (ja) 2003-05-27 2004-12-16 Central Glass Co Ltd 低反射物品及びその製法
JP2009162989A (ja) 2008-01-07 2009-07-23 Hoya Corp 反射防止膜及びこれを有する光学部品、交換レンズ及び撮像装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3342705B2 (ja) * 1991-07-31 2002-11-11 旭硝子株式会社 記録シート用塗布液
JPH09202649A (ja) * 1996-01-24 1997-08-05 Central Glass Co Ltd 花弁状透明アルミナ膜及びその形成法
JPH11322325A (ja) * 1998-05-21 1999-11-24 Oji Paper Co Ltd シリカ複合粒子及びその製造方法並びにインクジェット記録シート
JP2000275819A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Dainippon Ink & Chem Inc 平版印刷版原版およびそれを用いた印刷刷版作製方法
EP1167313B1 (en) * 1999-12-13 2015-09-23 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Low-reflection glass article
TW468053B (en) 1999-12-14 2001-12-11 Nissan Chemical Ind Ltd Antireflection film, process for forming the antireflection film, and antireflection glass
KR100405302B1 (ko) * 2000-07-27 2003-11-12 주식회사 엘지화학 부착성, 광택성, 저장 및 작업 안정성을 향상시킨실록산계 고굴절 및 초고굴절 피복 조성물
JP2002182006A (ja) * 2000-12-19 2002-06-26 Nippon Sheet Glass Co Ltd 反射防止膜、それを備えた基材および光電変換装置
JP2002365403A (ja) * 2001-06-11 2002-12-18 Nippon Sheet Glass Co Ltd 低反射膜およびこれを用いた透明積層体
JP2003026422A (ja) * 2001-07-11 2003-01-29 Fm Giken Kk 金属酸化物及び／又は金属過酸化物の微粒子分散ゾルとその製造方法並びに微粒子粉体
KR20030023833A (ko) * 2001-09-14 2003-03-20 전증남 차체 앞선,후선을 시각하는 잠망경형 빽밀러
ATE367363T1 (de) 2001-09-21 2007-08-15 Merck Patent Gmbh Neuartiges hybrid-sol zur herstellung abriebfester sio 2 antireflexschichten
KR100533073B1 (ko) * 2003-04-15 2005-12-01 (주) 유니플라텍 고온용 및 일반용 카본 잉크, 카본지 제조용 연속형 딥코팅 장치, 및 고온용 및 일반용 면상 발열체와 그 제조방법
JP2005352121A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Asahi Kasei Corp 反射防止膜
JP2007063477A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Asahi Glass Co Ltd 無機塗料組成物、親水性塗膜及び農業用フィルム
JP2007213780A (ja) * 2006-01-11 2007-08-23 Pentax Corp 反射防止膜を有する光学素子
KR20080023888A (ko) 2006-09-12 2008-03-17 코리아 오토글라스 주식회사 반사방지 기능성 코팅유리
US7767253B2 (en) * 2007-03-09 2010-08-03 Guardian Industries Corp. Method of making a photovoltaic device with antireflective coating
US20100130348A1 (en) 2007-09-21 2010-05-27 Chul-Hyun Kang Photocatalytic composition for anti-reflection and the glass substrate coated with the composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100265777B1 (ko) 1993-08-05 2000-09-15 김순택 화상표시장치의 반사방지막 제조방법, 및 이를 채용한 화상표시장치
JP2001278637A (ja) * 1999-12-13 2001-10-10 Nippon Sheet Glass Co Ltd 低反射ガラス物品
JP2004352524A (ja) 2003-05-27 2004-12-16 Central Glass Co Ltd 低反射物品及びその製法
JP2009162989A (ja) 2008-01-07 2009-07-23 Hoya Corp 反射防止膜及びこれを有する光学部品、交換レンズ及び撮像装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101121207B1 (ko) * 2011-05-03 2012-03-22 윤택진 내식성이 우수한 저굴절 특성의 반사 방지 코팅 조성물, 및 이의 제조방법
CN111362589A (zh) * 2020-04-29 2020-07-03 东莞南玻太阳能玻璃有限公司 一种耐候双层高增透镀膜玻璃及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013512853A (ja) 2013-04-18
CN102086093B (zh) 2014-05-14
EP2511349A2 (en) 2012-10-17
JP5686138B2 (ja) 2015-03-18
US9284214B2 (en) 2016-03-15
WO2011071269A3 (ko) 2011-11-17
EP2511349A4 (en) 2016-05-11
WO2011071269A2 (ko) 2011-06-16
US20110133138A1 (en) 2011-06-09
CN102086093A (zh) 2011-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101021659B1 (ko) 태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물
KR101864458B1 (ko) 저굴절률막 형성용 조성물 및 이것을 사용한 저굴절률막의 형성 방법
US9605156B2 (en) Inorganic oxide coating
El Nahrawy et al. Compositional effects and optical properties of P 2 O 5 doped magnesium silicate mesoporous thin films
CN1294219C (zh) 高强有机/无机纳米复合透明膜层材料及制备方法
Zhang et al. Insight into the organic–inorganic hybrid and microstructure tailor mechanism of sol–gel ORMOSIL antireflective coatings
JP6360836B2 (ja) シロキサン化合物を含む反射防止コーティング組成物、それを用いて表面エネルギーが調節された反射防止フィルム
Hao et al. Research on cracking of SiO2 nanofilms prepared by the sol-gel method
EP2749608B1 (en) Anti-reflection coatings with self-cleaning properties, substrates including such coatings, and related methods
CN101981134A (zh) 有机-无机杂化材料、该材料的光学薄层、含有该材料的光学材料和制造该材料的方法
WO2010050263A1 (ja) 中空粒子、その製造方法、塗料組成物および物品
Del Monte et al. Preparation and optical characterization of thick-film zirconia and titania ormosils
CN101935457A (zh) 一种高折射率TiO2/有机硅杂化涂层的制作方法
CN103757706A (zh) 一种非线性光学晶体表面增透保护膜的制备方法
Han et al. Preparation of highly transparent and wear-resistant SiO2 coating by alkali/acid dual catalyzed sol–gel method
KR102188211B1 (ko) 저굴절률막 형성용 조성물 및 그 제조 방법 그리고 저굴절률막의 형성 방법
KR101739076B1 (ko) 반사방지용 코팅조성물 및 그 제조방법
JP6123432B2 (ja) 低屈折率膜形成用組成物の製造方法及び低屈折率膜の形成方法
CN101935456A (zh) 一种高折射率纳米复合有机硅杂化材料及其涂层的制备方法
WO2018198936A1 (ja) 低反射膜付き透明基板、光電変換装置、低反射膜付き透明基板の低反射膜を形成するための塗工液及び低反射膜付き透明基板の製造方法
Marques Sol–Gel Process: An Overview
Yasuda et al. Optimized synthetic conditions of structural colored TiO2/SiO2 multilayers
Shang et al. Preparation of high hardness hydrophobic SiO2 anti reflective thin films from mixed acid catalyzed and alkali catalyzed sols
KR101152244B1 (ko) 저온 경화형 세라믹계 유무기 하이브리드 초친수 자외선 차단 코팅제 및 그의 제조 방법
Ahangarani et al. Influence of TEOS concentration and Triton additive on the nanostructure silica sol-gel anti-reflective coatings

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20091207

PA0201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20100511

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20091207

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20100531

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20101230

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20110304

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20110304

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140304

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20140304

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150305

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20150305

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160210

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160210

Start annual number: 6

End annual number: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20181215