KR20180114319A - Patterning glass for solar panel module and solar panel module including same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지 모듈용 패터닝 글래스 및 이를 포함한 태양전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 규칙적인 패턴이 형성되어 투과율과 헤이즈를 향상시킨 커버 글래스에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
최근 석유나 석탄과 같은 화석에너지 자원의 고갈이 급속도로 진행되고, 그 한계에 대하여 예측되면서, 이들을 대체할 수 있는 에너지, 특히, 친환경에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양에너지를 이용하는 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염이 없어, 특히 주목 받고 있다. 태양전지에는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지가 있다. 하지만, 태양전지라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하, 태양전지라 한다)를 일컫는다.Recently, the exhaustion of fossil energy resources such as petroleum and coal is rapidly progressing, and as the limit is predicted, there is an increasing interest in energy that can replace them, especially environment-friendly energy. Among them, solar cells using solar energy are particularly attracting attention because of their abundant energy resources and lack of environmental pollution. Solar cells include solar cells that generate the steam needed to rotate the turbine using solar heat, and solar cells that convert sunlight into electrical energy using the properties of semiconductors. However, a solar cell generally refers to a solar cell (hereinafter referred to as a solar cell).
태양전지는 다이오드와 같이 p형 반도체와 n형 반도체의 접합 구조를 갖는다. 이러한 태양전지에 빛이 입사되면 빛과 태양전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호작용으로 음전하를 띤 전자와 이 전자가 빠져나가 양전하를 띤 정공이 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다. 이를 광기전력효과라 하는데 태양전지를 구성하는 p형과 n형 반도체 중 전자는 n형 반도체 방향으로, 정공은 p형 반도체 방향으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체 및 p형 반도체와 접합된 전극으로 이동하게 되고, 이 전극들을 전선으로 연결하면, 전기가 흐르므로 전력을 얻을 수 있다.A solar cell has a junction structure of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor like a diode. When light is incident on the solar cell, electrons and electrons with negative charge are generated by the interaction with light and the material constituting the semiconductor of the solar cell, and positive holes are generated, and the current flows while they move. This is called the photovoltaic effect. The electrons in the p-type and n-type semiconductors constituting the solar cell are attracted toward the n-type semiconductor and the holes are attracted toward the p-type semiconductor to move to the n-type semiconductor and the p- When these electrodes are connected by a wire, electric power can be obtained because electricity flows.
이와 같은, 태양전지가 배열된 태양전지 모듈 위에는 외부의 충격이나 환경으로부터 보호하기 위한 커버 글래스를 설치하게 된다. 커버 글래스는 태양전지 모듈의 일 구성으로서, 태양광을 전달하는데 있어서, 투과율에 따라 태양전지 모듈에서의 발전 효율에 영향을 미친다.A cover glass for protecting the solar cell module from external impact or environment is provided on the solar cell module having the solar cell array. As a constitution of the solar cell module, the cover glass influences the power generation efficiency in the solar cell module depending on the transmittance in transmitting sunlight.
커버 글래스의 투과율 향상을 위해서, 커버 글래스 재질의 조성비를 제어하는 기술이 제시되었다. 그러한 기술들 중에서, 내부 흡수율을 최소화는 기술과, 커버 글래스 상부에 저반사 물질을 코팅하여, 반사율을 최소화는 기술 등이 주목을 받아 왔다. In order to improve the transmittance of the cover glass, a technique for controlling the composition ratio of the cover glass material has been proposed. Of these technologies, attention has been paid to techniques for minimizing the internal absorption rate and techniques for minimizing the reflectance by coating a low reflection material on the cover glass.
그러나, 이러한 기술들 역시, 태양전지 모듈의 커버 글래스에서, 광 효용성이 적기 때문에, 태양전지에 추가적인 발전 효율을 제공하지 못하였다. 그래서, 커버 글래스를 활용하여, 태양전지 모듈로 광 흡수가 이루어질 수 있도록 하여, 커버 글래스의 투과율과 헤이즈를 향상시킬 수 있는 태양광 발전 모듈에 대한 연구가 요구되고 있다.However, these techniques also fail to provide additional power generation efficiency to the solar cell because of the low optical efficiency in the cover glass of the solar cell module. Therefore, there is a demand for research on a solar cell module capable of improving light transmittance and haze of a cover glass by allowing light absorption by a solar cell module using a cover glass.
본 발명의 일 목적은, 커버 글래스로 투과되는 광의 반사율을 최소화하고, 투과율과 헤이즈를 향상시킨 태양전지 모듈용 커버 글래스 및 이를 포함하는 태양전지 모듈을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cover glass for a solar cell module and a solar cell module including the same that minimize the reflectance of light transmitted through a cover glass and improve transmittance and haze.
본 발명의 일실시예인 태양전지 모듈용 커버 글래스는, 커버 글래스의 제1면에 규칙적으로 배열된 요철구조의 패턴이 형성되며, 상기 요철구조는 오목렌즈의 효과를 나타내어, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과하는 빛을 광확산시키는 태양전지 모듈용 커버 글래스이다.A cover glass for a solar cell module according to an embodiment of the present invention is characterized in that a concavo-convex structure pattern is regularly arranged on a first surface of a cover glass, and the convexo-concave structure exhibits the effect of a concave lens, Is a cover glass for a solar cell module that diffuses light transmitted through a surface.
일 실시예에서, 상기 패턴은, 규칙적으로 배열된 복수개의 다각형 또는 원형상의 요철 구조를 포함한다.In one embodiment, the pattern comprises a plurality of regularly arranged polygonal or circular concave-convex structures.
일 실시예에서, 상기 패턴은, 허니콤 구조(honeycomb structure)이다.In one embodiment, the pattern is a honeycomb structure.
일 실시예에서, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과한 빛은, 상기 커버 글래스의 제2면에서 반사되어, 다시 상기 제1면을 향하여 진행되며, 상기 제1면에서 경로가 디시 변경된다.In one embodiment, the light transmitted through the first surface of the cover glass is reflected by the second surface of the cover glass and then travels toward the first surface, and the path changes in the first surface.
일 실시예에서, 상기 요철의 평균 깊이는 600 nm 내지 2.1 ㎛이다.In one embodiment, the average depth of the irregularities is 600 nm to 2.1 占 퐉.
본 발명의 다른 실시예인 태양전지 모듈은 기판, 상기 기판 상에 형성된 태양전지 셀, 상기 기판 및 태양전지 셀을 감싸는 봉지재, 상기 봉지재의 일면에 형성된 후면시트(backsheet), 및 상기 봉지재의 타면에 형성된, 커버 글래스를 포함하며, 상기 커버 글래스는, 1면에 규칙적으로 배열된 요철구조의 패턴이 형성되며, 상기 요철구조는 오목렌즈의 효과를 나타내어, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과하는 빛을 광확산시킨다.A solar cell module according to another embodiment of the present invention includes a substrate, a solar cell formed on the substrate, an encapsulant surrounding the substrate and the solar cell, a backsheet formed on one surface of the encapsulant, Wherein the concave and convex structure exhibits the effect of the concave lens, and the concave and convex structure has a concave and convex structure, and the concave and convex structure has a concave- .
본 발명에 따르면, 커버 글래스의 일면에 패터닝 처리를 하여, 커버 글래스로 향하는 광의 반사율을 최소화하고, 투과율을 최대화할 수 있다.According to the present invention, the patterning treatment is performed on one surface of the cover glass to minimize the reflectance of light toward the cover glass and to maximize the transmittance.
또한, 커버 글래스의 헤이즈를 향상시킬 수 있다. In addition, the haze of the cover glass can be improved.
이를 통하여, 태양전지 모듈에서의 발전 효율을 향상시킬 수 있다. Thus, the power generation efficiency in the solar cell module can be improved.
도 1은 커버 글래스의 유무에 따른, 전압 대비 단락 전류밀도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 커버 글래스의 유무에 따른, 파장 대비 분광 반응 특성 (External Quantum Efficiency, EQE)을 나타낸 그래프이다.
도 3은 베어 글래스 (bare glass), 랜덤 텍스쳐드 글래스 (random textured glass), 및 허니콤 텍스쳐드 글래스 (honeycomb textured glass)에 대한, 파장 대비 분광 반응 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 랜덤 텍스쳐드 글래스의 표면의 이미지이다.
도 5는 허니콤 텍스쳐드 글래스의 표면의 이미지이다.
도 6은 다양한 에칭방법에 따른 다양한 깊이를 갖는 요철 구조에 대한 허니콤 텍스쳐드 글래스의 파장 대비 분광 반응 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a graph showing the voltage versus short-circuit current density according to presence or absence of a cover glass.
FIG. 2 is a graph showing spectral response characteristics (EQE) versus wavelength depending on the presence or absence of a cover glass.
FIG. 3 is a graph showing spectral response characteristics versus wavelength for bare glass, random textured glass, and honeycomb textured glass. FIG.
Figure 4 is an image of the surface of a random textured glass.
Figure 5 is an image of the surface of a honeycomb textured glass.
FIG. 6 is a graph showing the spectral response characteristics of the honeycomb-textured glass with respect to the wavelength of the concavo-convex structure having various depths according to various etching methods.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term " comprises " or " having " is intended to designate the presence of stated features, elements, etc., and not one or more other features, It does not mean that there is none.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 모듈용 커버 글래스는, 상기 커버 글래스의 제1면에 규칙적으로 배열된 요철구조의 패턴이 형성되며, 상기 요철구조는 오목렌즈의 효과를 나타내어, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과하는 빛을 광확산시킬 수 있다. The cover glass for a solar cell module according to an embodiment of the present invention is characterized in that a concavo-convex structure pattern is regularly arranged on a first surface of the cover glass, and the convexo-concave structure exhibits the effect of a concave lens, It is possible to diffuse light transmitted through the first surface of the light guide plate.
즉, 커버 글래스 상단에 반사를 최소화할 수 있는 구조 패턴을 형성하여 태양광을 태양광 모듈로 잘 흡수될 수 있도록 투과율을 향상시킨 커버 글래스를 적용함으로써 태양전지 모듈에서의 발전 효율을 향상시킬 수 있는 태양광 발전 모듈을 개선하는 데 있다In other words, it is possible to improve the power generation efficiency of a solar cell module by applying a cover glass having a transmittance improved to absorb solar light by a solar module by forming a structural pattern capable of minimizing reflection on the top of the cover glass To improve PV modules
여기서, 상기 패턴은, 규칙적으로 배열된 복수개의 다각형 또는 원형상의 요철 구조를 포함하는 것일 수 있다. 더욱이, 상기 패턴은, 허니콤 구조(honeycomb structure)인 것일 수 있다. 이를 통하여, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과한 빛은, 상기 커버 글래스의 제2면에서 반사되어, 다시 상기 제1면을 향하여 진행되며, 상기 제1면에서 경로가 디시 변경될 수 있다. Here, the pattern may include a plurality of regularly arranged polygonal or circular concave-convex structures. Furthermore, the pattern may be a honeycomb structure. Through this, the light transmitted through the first surface of the cover glass is reflected by the second surface of the cover glass and then travels toward the first surface, and the path can be changed in the first surface.
여기서, 상기 요철의 평균 깊이는 600 nm 내지 2.1 ㎛인 것일 수 있다. Here, the average depth of the concavities and convexities may be 600 nm to 2.1 占 퐉.
즉, 본 발명의 태양전지 모듈용 커버 글래스는 제1면에 일정 크기로 이루어진 어레이 패턴을 포함하고, 요철구조가 오목렌즈와 같은 효과를 발생하기 때문에, 이를 통과하여 입사된 빛이, 광 확산이 일어난다. 그러나, 태양광 중 확산이 일어나지 않은 일부는 반사로 인해 광 손실이 예상된다. 반사된 광이 상기 제2면에서 다시 반사된 후, 제1면을 통해 다시 광 경로가 변경될 수 있으며, 이를 통하여, 손실된 광을 재활용할 수 있다.That is, the cover glass for a solar cell module of the present invention includes an array pattern having a predetermined size on the first surface, and the concavo-convex structure produces the same effect as the concave lens. Therefore, It happens. However, a part of the sunlight where no diffusion occurs is expected to cause optical loss due to reflection. After the reflected light is reflected again on the second surface, the optical path can again be changed through the first surface, thereby allowing the lost light to be recycled.
이러한 특징을 갖는 글래스는 태양전지 모듈의 커버 글래스로 이용될 수 있다. 즉, 이러한 글래스를 포함하는 태양전지 모듈은 구체적으로, 기판, 상기 기판 상에 형성된 태양전지 셀, 상기 기판 및 태양전지 셀을 감싸는 봉지재, 상기 봉지재의 일면에 형성된 후면시트(backsheet), 및 상기 봉지재의 타면에 형성된, 커버 글래스를 포함한다.A glass having such a characteristic can be used as a cover glass of a solar cell module. That is, a solar cell module including such a glass includes a substrate, a solar cell formed on the substrate, a sealing material surrounding the substrate and the solar cell, a backsheet formed on one surface of the sealing material, And a cover glass formed on the other surface of the encapsulating material.
상기 커버 글래스는, 1면에 규칙적으로 배열된 요철구조의 패턴이 형성되며, 상기 요철구조는 오목렌즈의 효과를 나타내어, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과하는 빛을 광확산시킬 수 있다. The concave-convex structure of the cover glass has a concave-convex structure that is regularly arranged on one surface. The convex-concave structure exhibits the effect of the concave lens and can diffuse the light transmitted through the first side of the cover glass.
여기서, 상기 패턴은, 규칙적으로 배열된 복수개의 다각형 또는 원형상의 요철 구조를 포함하는 것일 수 있다. 더욱이, 상기 패턴은, 허니콤 구조(honeycomb structure)인 것일 수 있다. 이를 통하여, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과한 빛은, 상기 커버 글래스의 제2면에서 반사되어, 다시 상기 제1면을 향하여 진행되며, 상기 제1면에서 경로가 디시 변경될 수 있다. 여기서, 상기 요철의 평균 깊이는 600 nm 내지 2.1 ㎛인 것일 수 있다. Here, the pattern may include a plurality of regularly arranged polygonal or circular concave-convex structures. Furthermore, the pattern may be a honeycomb structure. Through this, the light transmitted through the first surface of the cover glass is reflected by the second surface of the cover glass and then travels toward the first surface, and the path can be changed in the first surface. Here, the average depth of the concavities and convexities may be 600 nm to 2.1 占 퐉.
본 발명의 태양전지 모듈의 구성요소로 언급된 구성요소 중 구체적으로 설명하지 않은 구성요소는 본 발명에서 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 의도하고자하는 발명의 범위를 특별히 제한하는 것이 아니라면, 어떠한 구성요소라도 적용이 가능하다. The components not specifically described in the constituent elements of the solar cell module of the present invention are not particularly limited in the present invention and, unless the scope of the present invention is specifically limited, Element can be applied.
더욱이, 본 발명의 구성요소로 포함되지 않은 구성요소라도, 본 발명이 의도하고자 하는 발명의 범위를 특별히 제한하는 것이 아니라면, 어떠한 구성요소라도 추가될 수 있다. Furthermore, any component not included as an element of the present invention can be added as long as the scope of the present invention is not specifically limited.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention.
하기 순서에 의하여, 실험을 실시하였으며, 각 커버 글래스의 특성에 따fms 실험 결과를 도면을 통하여 나타내었다. Experiments were carried out according to the following procedure, and the results of the fms test are shown in the drawing according to the characteristics of each cover glass.
먼저, 유리 기판 시료를 표준 세정 공정 (RCA)에 의하여 진행하였다. 질소가스를 이용하여, 생성된 물기를 제거하였다. 그리고, 100℃의 히팅 오븐(heating oven)에서 10~30분간 건조시켰다. 이는 유리 기판 상에 포토레지스트 (PR) 혹은 알루미늄 (Al), 질화 실리콘 (SiNx), 비정질 실리콘 (a-Si) 등을 하드 마스크(hard mask)로 사용하기 위함이였다. First, a glass substrate sample was processed by a standard cleaning process (RCA). The generated water was removed using nitrogen gas. Then, it was dried in a heating oven at 100 ° C for 10 to 30 minutes. This is to use a photoresist (PR), aluminum (Al), silicon nitride (SiNx), amorphous silicon (a-Si) or the like as a hard mask on a glass substrate.
건조 과정 완료 후, 포토레지스트를 이용하여 하드 마스크를 증착하였다. 이것은 기존 Al, SiNx, a-Si을 사용한 것보다 공정 단계(process step)를 절감하는 효과가 있기 때문이다. 포토레지스트를 유리 기판 상에 도포하기 전, 헥사메틸다이실라잔 (Hexamethyldisilazane, HMDS)을 스핀코터를 이용하여 도포하는데, 이는 유리 기판과 포토레지스트 간의 접착성을 향상시키기 위한 것이였다. After completion of the drying process, a hard mask was deposited using a photoresist. This is because it has the effect of reducing the process step than using the conventional Al, SiNx, and a-Si. Hexamethyldisilazane (HMDS) was applied by using a spin coater to improve the adhesion between the glass substrate and the photoresist before coating the photoresist on the glass substrate.
약 2 ml의 HMDS를 스프레이하여 스핀코터로 진행하는데, 속도는 500~3000 rpm의 범위에서 40초간 진행하였다. 그리고, 핫 플레이트(hot plate) 상에 130~150℃의 온도 범위에서 3분간 건조를 실시하였다. 다시, 스핀코터에서 포토레지스트를 스프레이하고 5000rpm으로 30초간 공정을 수행하였으며, 드라이 오븐(dry oven)에 110℃의 온도에서 10분간 건조시켰다. Approximately 2 ml of HMDS was sprayed on to the spin coater, and the velocity was in the range of 500 to 3000 rpm for 40 seconds. Then, drying was carried out on a hot plate at a temperature range of 130 to 150 ° C for 3 minutes. Again, the photoresist was sprayed on the spin coater and processed at 5000 rpm for 30 seconds and dried in a dry oven at a temperature of 110 DEG C for 10 minutes.
포토레지스터 공정이 완료되면, 시료를 포토리소그래피 룸에서 마스크와 포토레지스터가 도포된 면에 올리고 UV 노출하여 패터닝을 실시하였다. 패터닝이 완료된 시료는 현상을 통해 실질적으로 활용될 패턴만 남기고 이를 이용하여 드라이 오븐에서 140℃의 온도 범위에 15분간 건조한 다음, 불산 용액을 이용해 유리를 식각하였다. 식각된 유리는 마지막으로 RCA 공정에서 세정 공정을 수행하고, 드라이 오븐에서 건조하는 것으로 공정을 완료한다. When the photoresist process was completed, the sample was placed on a mask and photoresist-coated surface in a photolithography room and patterned by UV exposure. The patterned sample was dried in a dry oven at a temperature of 140 ° C for 15 minutes by using the pattern, and the glass was etched with a solution of hydrofluoric acid. The etched glass is finally subjected to the cleaning process in the RCA process and the process is completed in the dry oven.
완성된 기판과 기 제작된 결정계 혹은 이종접합 태양전지를 이용해 모듈을 제작하였다. 여기서 사용된 공정은 일반적으로 사용되는 공정으로, 그 순서는 하기와 같다.A module was fabricated using the completed substrate and the prepared crystal system or heterojunction solar cell. The process used here is a commonly used process, the order of which is as follows.
금속 리본을 태양전지 전면부에 접합시키고 단위 공정 검사를 진행하였다. 여기서, 단위 공정 검사라 함은, 태양전지의 I-V 특성을 확인하는 것을 말한다. 그리고, 양면에 EVA Sheet라는 봉지재를 두고, 후면부에 후면시트(Back sheet)를 덧붙이고, 전면부에 커버 글래스(cover glass)를 형성하였다. 그 위에 라미네이션 공정을 실시하였는데, 이는 외부에서 발생하는 다양한 환경 요인으로부터 보호하고자 하는 것이며, 마찬가지로 단위 공정 검사를 실시하였다. 마지막으로 알루미늄 프레임을 설치하였으며, 정션 박스는 따로 설치하지 않았다.The metal ribbon was bonded to the front part of the solar cell and the unit process inspection was carried out. Here, the unit process inspection refers to confirming the I-V characteristics of the solar cell. Then, an encapsulant called EVA Sheet was placed on both sides, a back sheet was attached to the rear portion, and a cover glass was formed on the front portion. The lamination process was carried out on it, and it was intended to protect it from various environmental factors generated from the outside, and the unit process test was similarly performed. Finally, an aluminum frame was installed and the junction box was not installed separately.
태양전지 모듈의 변환 효율 특성을 확인하기 위해, 전면부의 광 포획 유리 구조물을 가변하였는데, 실시한 내용은 아래와 같다.In order to confirm the conversion efficiency characteristics of the solar cell module, the optical capture glass structure of the front part was varied.
먼저, 대조군으로 베어 글래스 (Bare glass)(유리 기판 상부에 어떤 형상도 있지 않음.)를 이용하기 위한 실험을 실시하였다. First, an experiment was conducted to use bare glass (no shape on the glass substrate) as a control group.
1-cell에서 대조군인 reference를 얻기 위해 bare glass 유무에 따른 특성을 비교하고자 1 sun하에서 I-V와 분광 반응 특성을 측정하였다. 커버 글래스의 유무에 따른, 전압 대비 단락 전류밀도를 나타낸 그래프를 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 태양전지의 단락 전류 밀도가 1.23 mA/cm2 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 글래스 상부에서 전반사로 인한 광 손실 때문에 전류가 하락한 것임을 확인할 수 있었다. In order to obtain the control reference in the 1-cell, IV and spectral response characteristics were measured under 1 sun to compare the bare glass properties. A graph showing the short-circuit current density versus voltage with or without cover glass is shown in FIG. As shown in Fig. 1, it was confirmed that the short circuit current density of the solar cell was reduced by 1.23 mA / cm < 2 >. It can be confirmed that the current is lowered due to light loss due to total reflection at the upper part of the glass.
또한, 커버 글래스의 유무에 따른, 파장 대비 분광 반응 특성 (External Quantum Efficiency, EQE)을 측정하여, 그 결과에 대한 그래프를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 분광 반응 특성에서도 1.4 mA/cm2가 감소하는 것을 확인하였다. In addition, the external quantum efficiency (EQE) versus the wavelength depending on the presence or absence of the cover glass was measured, and a graph of the result is shown in FIG. As shown in Fig. 2, it was confirmed that the spectral response characteristic also decreased by 1.4 mA / cm < 2 & gt ;.
이러한 실험을 통하여, 대조군을 베어 글래스(bare glass)로 이루어진 샘플로 선정하였다.Through these experiments, the control group was selected as a sample made of bare glass.
실험군으로는 랜덤 택스쳐 글래스, 허니콤 택스처 글래스를 이용하였다. Random textured glass and Honeycomputed glass were used as experimental groups.
그리고, 베어 글래스, 랜덤 택스쳐 글래스, 허니콤 택스처 글래스를 커버 글래스로 이용한 태양전지 모듈에 대하여, 변환 효율의 차이를 확인하고자 분광 반응 (Quantum efficiency, QE) 장치를 이용해 태양전지 모듈이 파장별에 따라 어떻게 특성이 바뀌는지 확인하였다. In order to confirm the difference in conversion efficiency, a solar cell module using a bare glass, a random textured glass, and a honeycombed glass as a cover glass was fabricated by using a quantum efficiency (QE) I then checked how the characteristics change.
그 결과 그래프를 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 랜덤 텍스쳐 글래스는 오히려 베어 글래스보다 낮은 단락 전류 밀도를 보였으며, 반면에 허니콤 텍스쳐 글래스에서는 단락 전류 밀도가 증가하는 것을 확인하였다. 즉, 대조군과 비교해 보아도 파장별 분광 반응 특성이 전반적으로 개선된 결과라는 것을 도 3을 통해 확인할 수 있었다. The resulting graph is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the random textured glass showed a lower short circuit current density than the bare glass, while the short circuit current density was increased in the honeycomb texture glass. That is, it was confirmed from FIG. 3 that the spectroscopic response characteristics of the wavelengths are generally improved as compared with the control group.
이는, 규칙적인 구조물은 태양광이 입사할 때 구조체에서 직진으로 투과하는 빛 외에도 오목렌즈처럼 광 산란을 유도하여 좀 더 많은 빛이 흡수하는 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다. It is confirmed that the regular structure absorbs more light by inducing light scattering like a concave lens in addition to the light penetrating straight from the structure when the sunlight is incident.
도 4 및 도 5에 랜덤 텍스쳐 글래스와 허니콤 텍스쳐 글래스의 표면을 나타내는 이미지를 각각 나타내었다. 도 5의 허니콤 구조는 명확하게 벌집모양의 구조체임을 확인할 수 있었다.Figs. 4 and 5 show images showing the surfaces of the random texture glass and the honeycomb textured glass, respectively. It can be confirmed that the honeycomb structure of FIG. 5 is clearly a honeycomb structure.
또한, 허니컴 텍스쳐 글래스의 제조시, 에칭 방법에 변화를 주면서 추가적인 실험을 실시하였다. 다양한 에칭방법에 따른 다양한 깊이를 갖는 요철 구조에 대한 허니콤 텍스쳐드 글래스의 파장 대비 분광 반응 특성을 나타낸 그래프를 도 6에 나타내었다.Further, in the production of the honeycomb textured glass, additional experiments were carried out while varying the etching method. FIG. 6 is a graph showing the spectral response characteristics of the honeycomb-textured glass with respect to the wavelengths of the concave-convex structures having various depths according to various etching methods.
여기서 Etch-1를 통하여 제조된 커버 글래스의 요철은 shallow bowl과 같은 형태로, 그 높이(깊이)가 대략 500~600 nm 였다. Etch-2는 1.9~2.1㎛의 구조물 높이를 가지고 있으며, 이것을 trapezoid라고 명명하였다. 그리고 Etch-3을 통하여, honeycomb glass texturing 구조를 형성하였으며, 그 높이가 1.2~1.3㎛를 나타내었다. 그리고 Etch-4는 높이가 600~700nm의 높이를 가짐을 확인할 수 있었다. Here, the unevenness of the cover glass manufactured through Etch-1 was in the form of a shallow bowl, and its height (depth) was approximately 500 to 600 nm. Etch-2 has a structure height of 1.9-2.1 μm and is named trapezoid. Through the Etch-3, a honeycomb glass texturing structure was formed and its height was 1.2 ~ 1.3 ㎛. It was confirmed that Etch-4 had a height of 600 ~ 700nm.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.
Claims (10)
상기 커버 글래스의 제1면에 규칙적으로 배열된 요철구조의 패턴이 형성되며,
상기 요철구조는 오목렌즈의 효과를 나타내어, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과하는 빛을 광확산시키는 태양전지 모듈용 커버 글래스.
As a cover glass for a solar cell module,
A pattern of concavo-convex structures regularly arranged on the first surface of the cover glass is formed,
Wherein the convex-and-concave structure exhibits the effect of the concave lens and diffuses the light transmitted through the first surface of the cover glass.
상기 패턴은, 규칙적으로 배열된 복수개의 다각형 또는 원형상의 요철 구조를 포함하는, 태양전지 모듈용 커버 글래스.
The method according to claim 1,
Wherein the pattern comprises a plurality of regularly arranged polygonal or circular concave-convex structures.
상기 패턴은, 허니콤 구조(honeycomb structure)인, 태양전지 모듈용 커버 글래스.
The method according to claim 1,
Wherein the pattern is a honeycomb structure.
상기 커버 글래스의 제1면을 투과한 빛은, 상기 커버 글래스의 제2면에서 반사되어, 다시 상기 제1면을 향하여 진행되며, 상기 제1면에서 경로가 디시 변경되는, 태양전지 모듈용 커버 글래스.
The method according to claim 1,
Wherein the light transmitted through the first surface of the cover glass is reflected by the second surface of the cover glass and then travels toward the first surface and the path changes in the first surface. Glass.
상기 요철의 평균 깊이는 600 nm 내지 2.1 ㎛인, 태양전지 모듈용 커버 글래스.
The method according to claim 1,
Wherein the average depth of the concavities and convexities is 600 nm to 2.1 占 퐉.
상기 기판 상에 형성된 태양전지 셀;
상기 기판 및 태양전지 셀을 감싸는 봉지재;
상기 봉지재의 일면에 형성된 후면시트(backsheet); 및
상기 봉지재의 타면에 형성된, 커버 글래스를 포함하며,
상기 커버 글래스는, 1면에 규칙적으로 배열된 요철구조의 패턴이 형성되며,
상기 요철구조는 오목렌즈의 효과를 나타내어, 상기 커버 글래스의 제1면을 투과하는 빛을 광확산시키는 태양전지 모듈.
Board;
A solar cell formed on the substrate;
An encapsulating material surrounding the substrate and the solar cell;
A backsheet formed on one surface of the encapsulant; And
And a cover glass formed on the other surface of the sealing material,
The cover glass has a concave-convex structure pattern regularly arranged on one surface thereof,
Wherein the convex-and-concave structure exhibits the effect of the concave lens, and optically diffuses the light transmitted through the first surface of the cover glass.
상기 패턴은, 규칙적으로 배열된 복수개의 다각형 또는 원형상의 요철 구조를 포함하는, 태양전지 모듈용 커버 글래스.
The method according to claim 6,
Wherein the pattern comprises a plurality of regularly arranged polygonal or circular concave-convex structures.
상기 패턴은, 허니콤 구조(honeycomb structure)인, 태양전지 모듈용 커버 글래스.
The method according to claim 6,
Wherein the pattern is a honeycomb structure.
상기 커버 글래스의 제1면을 투과한 빛은, 상기 커버 글래스의 제2면에서 반사되어, 다시 상기 제1면을 향하여 진행되며, 상기 제1면에서 경로가 디시 변경되는, 태양전지 모듈용 커버 글래스.
The method according to claim 6,
Wherein the light transmitted through the first surface of the cover glass is reflected by the second surface of the cover glass and then travels toward the first surface and the path changes in the first surface. Glass.
상기 요철의 평균 깊이는 600 nm 내지 2.1 ㎛인, 태양전지 모듈.The method according to claim 6,
And the average depth of the unevenness is 600 nm to 2.1 mu m.
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