BRPI0618809A2 - célula solar com revestimento anti-refletidor com camada graduada incluindo mistura de óxido de titánio e óxido de silìcio - Google Patents
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Abstract
CéLULA SOLAR COM REVESTIMENTO ANTIREFLETIDOR COM CAMADA GRADUADA INCLUINDO MISTURA DE óXIDO DE TITáNIO E óXIDO DE SìLICIO. A presente invenção refere-se a um artigo revestido (como por exemplo, uma célula solar) que inclui um revestimento anti-reflexo (AR) aperfeiçoado. Este revestimento AR funciona para a redução do reflexo da luz a partir de um substrato de vidro, permitindo por meio disso que mais luz dentro do espectro solar passe através de substrato de vidro incidente. Em determinadas modalidades de exemplo, o revestimento AR inclui uma camada de base graduada tendo um valor de índice de refração variável, e uma camada de cobertura que pode ser provida para finalidades de interferência destrutiva.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÉLULA SO- LAR COM REVESTIMENTO ANTI-REFLETIDOR COM CAMADA GRADU- ADA INCLUINDO MISTURA DE ÓXIDO DE TITÂNIO E ÓXIDO DE SILÍ- CIO".
A presente invenção refere-se a um artigo revestido que inclui um revestimento anti-refletidor (AR) sustentado por um substrato de vidro tal como um superestrato ou outro tipo de substrato. O revestimento AR inclui uma camada graduada que inclui uma mistura de um oxido de titânio e de um oxido de silício em determinadas modalidades de exemplo. Em determi- nadas modalidades de exemplo, o artigo revestido pode ser uma célula so- lar, porém esta invenção também pode ser aplicada a outros tipos de artigos revestidos.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
O vidro é desejável com relação às numerosas propriedades e aplicações, que incluem claridade ótica e aparência visual total. Para algu- mas aplicações em exemplo determinadas propriedades óticas (como por exemplo, transmissão de luz, reflexo e/ou absorção) são desejadas para se- rem otimizadas. Por exemplo, em determinadas ocasiões de exemplo a re- dução do reflexo da luz a partir da superfície de um substrato de vidro(como por exemplo, superestrato ou qualquer outro tipo de substrato de vidro) é desejável para vitrines de lojas, armações de display, células solares, moldu- ras de fotografias, outros tipos de janelas, etc.
As células solares/módulos são conhecidas na técnica. O vidro é uma parte integral dos módulos fotovoltáicos comerciais mais comuns (por exemplo, as células solares) incluindo ambos os tipos cristalino e de pelícu- la. Uma célula solar/módulo pode incluir, por exemplo, uma película de trans- ferência fotoelétrica, feita de uma ou mais camadas localizadas entre um par de substratos. Um ou mais dos substratos pode ser de vidro. O vidro pode formar um superestrato, protegendo dispositivo ou dispositivos subjacentes e/ou camadas para a conversão de energia solar para eletricidade. Os e- xemplos de células solares estão descritos nas Patentes U. S. Nos. 4.510.344, 4.806.436, 6.506.622, 5.977.477, e JP 07-122764, as descrições das quais são incorporadas aqui, neste pedido de patente, por referência.
O(s) substrato(s) em uma célula solar/módulo são algumas vezes feitos de vidro. A radiação que chega passa através do substrato de vidro incidente da célula solar antes de chegar as camadas ativas (por exemplo, a película de transferência fotoelétrica tal como um semicondutor) da célula solar. A radiação que é refletida pelo substrato incidente de vidro não faz o seu trajeto para dentro da ou das camadas ativas da célula solar resultando por meio disso uma célula solar menos eficiente. Em outras pala- vras, seria desejável diminuir a quantidade de radiação que é refletida pelo substrato incidente, aumentando por esse motivo a quantidade de radiação que faz o seu trajeto para a camada ou camadas ativas da célula solar. Es- pecificamente, a produção de força de uma célula solar ou de um módulo fotovoltáico é dependente da quantidade de luz, ou o número de fótons, den- tro de uma faixa especifica do espectro solar que passa através do substrato incidente de vidro e alcança o semicondutor fotovoltáico.
Desse modo, será observado que existe a necessidade com rela- ção a um revestimento AR melhorado para as células solares ou para outras aplicações de substratos de vidro.
BREVE SUMÁRIO DE MODALIDADES DE EXEMPLO DA INVENÇÃO
Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, é provido um revestimento anti-reflexo (AR) aperfeiçoado sobre um substrato incidente de vidro de uma célula solar ou semelhante. Este revestimento AR funciona para a redução do reflexo da luz a partir do substrato de vidro, per- mitindo dessa forma que mais luz dentro do espectro solar passe através do substrato incidente de vidro e chegue ao semicondutor fotovoltáico de tal forma que a célula solar possa ser mais eficiente. Em outras modalidades de exemplo desta invenção, esse revestimento AR é usado em outras em apli- cações que não em células solares, tais como em vitrines de lojas, armações de display, molduras de fotografias, outros tipos de janelas etc.
Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção o re- vestimento de AR inclui uma camada graduada que inclui uma mistura de oxido de titânio (por exemplo, T1O2 ou outra estequiometria adequada) e óxi- do se sílica (por exemplo, SiO2 ou outra estequiometria adequada). Em de- terminadas modalidades de exemplo, a camada graduada inclui uma quanti- dade maior de oxido de silício do lado da camada graduada mais próximo do substrato de vidro do que um lado da camada graduada mais longe do subs- trato de vidro. Além do mais, em determinadas modalidades de exemplo, a camada graduada inclui uma quantidade maior de oxido de titânio em um lado da camada graduada mais afastada do substrato de vidro do que em um lado da camada graduada mais próxima do substrato de vidro. Um tipo adicional de revestimento tal como de óxido de silício ou semelhante pode ser provido sobre a camada graduada em determinadas modalidades de exemplo. Desse modo, é possível prover um revestimento AR sobre um substrato de vidro com a utilização de uma combinação das abordagens de índice de retração graduado e interferência destrutiva.
Em determinadas modalidades de exemplo, nas quais a camada graduada, que têm um índice de retração graduado ou variante (n), é deposi- tado, (como por exemplo, através de crepitação ou semelhante) sobre o vi- dro (diretamente ou indiretamente) quando o perfil da composição varia a partir de predominantemente SiO2 próximo a superfície do vidro até um ma- terial de índice mais elevado predominantemente TiO2 mais afastado da su- perfície do vidro, pode ser mudada efetivamente o índice de retração (n) da superfície do "vidro" até cerca de 2,3 a 2,5. Em seguida, uma camada de SiO2 a cerca de 1/4 da espessura da onda (a partir de cerca de 100 nm) de- positada sobre o topo da camada graduada de Si02/Ti02 irá atuar como um revestimento de interferência destrutiva e por esse motivo, anti-refletora. A camada de SiO2 tem uma espessura física a partir de cerca de 80 até 140 nm, de mais preferência de cerca de 110 até 130 nm, e de maior preferência de cerca de 125 nm em determinadas modalidades de exemplo de modo a representar uma espessura de 1/4 de onda.
Em determinadas modalidades de exemplo, é provida uma célu- la solar compreendendo: camada fotovoltaica e pelo menos um substrato de vidro em um lado incidente à luz da camada fotovoltaica; um revestimento anti-reflexo provido sobre o substrato de vidro, o revestimento anti-reflexo estando localizado em um lado incidente à luz do substrato de vidro; em que o revestimento anti-reflexo compreende uma camada graduada provida dire- tamente sobre e em contato com o substrato de vidro, a camada graduada incluindo uma mistura de óxido de silício e oxido de titânio, com mais óxido de titânio sendo provido em uma posição mais afastada da camada gradua- da a partir do substrato de vidro do que em uma parte próxima à camada graduada mais próxima do substrato de vidro; e em que o revestimento anti- reflexo também compreende uma camada composta por óxido de silício lo- calizada sobre a camada graduada.
Em determinadas modalidades de exemplo, é provida uma célula solar que compreende: uma camada fotovoltaica e pelo menos um substrato de vidro sobre um lado incidente à luz da camada fotovoltaica; um revesti- mento anti-reflexo provido sobre o substrato de vidro, o revestimento anti- reflexo estando localizado em lado incidente à luz do substrato de vidro; em que o revestimento anti-reflexo compreende uma camada graduada que in- clui uma mistura de óxido de silício e de óxido de metal (M), com mais óxido de metal (M) estando provido na parte mais afastada da camada graduada afastada do substrato de vidro do que em uma parte mais próxima da cama- da graduada mais próxima do substrato de vidro, e em que M é um ou mais do grupo de Ti, Zr e Al; e em que a camada anti-reflexo ainda compreende uma camada composta de óxido de silício localizada sobre a camada gradu- ada.
Em ainda outras modalidades de exemplo desta invenção, é pro- vido um artigo revestido que compreende: um substrato de vidro e um reves- timento anti-reflexo sobre o substrato de vidro, em que o revestimento anti- reflexo compreende uma camada graduada que inclui uma mistura de óxido de silício e óxido de titânio, com mais óxido de titânio estando provido em uma parte mais afastada da camada graduada afastada do substrato de vi- dro do que em uma parte próxima da camada graduada mais próxima do substrato de vidro; e em que o revestimento anti-reflexo também compreen- de uma camada composta por óxido de silício localizada sobre a camada graduada. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é uma vista em corte transversal de um artigo revestido incluindo um revestimento anti-reflexo (AR) de acordo com uma modalidade desta invenção.
a figura 2 é uma vista em corte transversal de uma célula solar que pode usar o revestimento anti-reflexo (AR) da figura 1, de acordo com uma modalidade de exemplo desta invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DE EXEMPLO DA INVEN- ÇÃO
Com referência a seguir, mais especificamente aos desenhos que acompanham esta descrição nos quais numerais de referência iguais indicam partes iguais através de todas as várias vistas.
Esta invenção se refere a revestimento anti-reflexo (AR) que po- dem ser providos para artigos revestidos tais como células solares, vitrines de lojas, armações de display, molduras de fotografias, outros tipos de jane- las e os semelhantes.
Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, um revestimento anti-refletor (AR) aperfeiçoado é provido sobre um substrato de vidro incidente de uma célula solar ou semelhante. Este revestimento (AR) funciona para a redução do reflexo da luz a partir do substrato de vidro, per- mitindo por meio disso que mais luz, dentro do espectro solar passe através do substrato de vidro incidente e chegue ao semicondutor fotovoltáico de tal forma que a célula solar possa ser mais eficiente. Em outras modalidades de exemplo desta invenção, esse revestimento AR é usado em outras aplica- ções do que as células solares, tais como em vitrines de lojas, armações de display, molduras de fotografias, outros tipos de janelas e os semelhantes. O substrato de vidro pode ser um superestrato ou qualquer outro tipo de subs- trato de vidro em casos diferentes.
A figura 1 é uma vista em corte transversal de um artigo revestido de acordo com uma modalidade de exemplo desta invenção. O artigo reves- tido da figura 1, inclui um substrato de vidro 1 e um revestimento AR 3. O revestimento AR inclui uma camada graduada 3a e uma camada de cobertu- ra 3b. A camada graduada 3a pode ser graduada com relação ao seu mate- rial e/ou ao valor do índice de retração (n).
Na modalidade da figura 1, a camada graduada 3a inclui uma mistura de um oxido de titânio (como por exemplo, TiO2 ou outra estequio- metria adequada, tal como TiOx na qual χ é a partir de 1,0 até 2,0) e oxido de silício (como por exemplo SiO2 ou outra estequiometria adequada, tal como SiOx em que χ é a partir de 1,0 até 2,0). Em determinadas modalidades de exemplo, a camada graduada 3a inclui uma quantidade maior de óxido de silício em um lado da camada graduada 3a mais próximo do substrato de vidro 1 do que em um lado da camada graduada 3a mais afastado do subs- trato de vidro 1. Além disso, em determinadas modalidades de exemplo, a camada graduada 3a inclui uma quantidade maior de óxido de titânio em um lado da camada graduada 3a mais afastada do substrato de vidro 1 do que em um lado da camada graduada 3a mais próxima do substrato de vidro 1.
Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, a parte p1 da camada 3a mais próxima do substrato de vidro 1 é feita predo- minantemente de óxido de silício (por exemplo, SiO2) e a parte p2 da cama- da graduada 3a mais afastada do substrato de vidro 1 é feita predominante- mente de óxido de titânio (por exemplo, TiO2). Em determinadas modalida- des de exemplo desta invenção, a parte p1 da camada graduada 3a mais próxima do substrato de vidro 1 é a partir de 40 a 100% de óxido de silício (por exemplo, SiO2) de mais preferência a partir de cerca de 50 a 100%, ain- da de mais preferência a partir de cerca de 70 a 100% e de maior preferên- cia a partir de cerca de 80 a 100% de óxido de silício( com o restante sendo feito de óxido de titânio ou de algum outro material). Em determinadas mo- dalidades de exemplo desta invenção, a parte p2 da camada graduada 3a mais afastada a partir do substrato de vidro 1 é de a partir de cerca de 40 a 100% de óxido de titânio (por exemplo, TiO2), de mais preferência a partir de cerca de 50 a 100%, ainda de mais preferência a partir de cerca de 70 a 100% e de maior preferência a partir de cerca de 80 a 100% de óxido de titânio (com o restante sendo feito de óxido de silício ou de algum outro ma- terial). Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção as partes p1 e p2 da camada graduada 3a podem entrar em contato uma com a outra próximo ao centro da camada, enquanto que em outras modalidades de e- xemplo desta invenção as partes p1 e p2 da camada graduada 3a podem estar separadas uma da outra através de uma parte intermediária da cama- da graduada 3a que é provida na parte central da camada graduada como mostrada na figura 1.
Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, o valor do índice de retração (n) da camada graduada 3a varia através de toda a sua espessura, com o índice de retração (n) sendo menor na parte da ca- mada 3a mais próxima do substrato de vidro 1 e maior na parte da camada 3a mais afastada a partir do substrato de vidro 1. Em determinadas modali- dades de exemplo desta invenção, o valor do índice de retração da parte p1 da camada graduada 3a mais próxima do substrato de vidro pode ser a partir de cerca de 1,46 até 1,9, de mais preferência a partir de cerca de 1,46 até 1,8, ainda de mais preferência a partir de cerca de 1,46 até 1,7, e possivel- mente a partir de cerca de 1,46 até 1,6. A parte p1 mais próxima da camada 3a pode ser a partir de cerca de 5 até 10.000 À de espessura, possivelmente a partir de cerca de 10 até cerca de 500 Á de espessura, em determinadas modalidades de exemplo desta invenção. Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, o valor do índice de retração da parte mais afasta- da p2 da camada graduada 3a mais afastada do substrato 1 pode ser a par- tir de cerca de 1,8 até 2,55, de mais preferência a partir de cerca de 1,9 até 2,55, ainda de mais preferência a partir de cerca de 2,0 até 2,55, e possi- velmente a partir de cerca de 2,3 até 2,55. A parte p2 mais afastada da ca- mada 3a pode ser a partir de cerca de 5 até 10.000 Á de espessura, possi- velmente a partir de cerca de 10 até cerca de 500 Á de espessura, em de- terminadas modalidades desta invenção. Foi descoberto que o uso de oxido de titânio (Ti) na camada graduada 3a é especificamente vantajoso em que ele permite que seja possível um valor alto do índice de retração na parte externa p2 da camada graduada 3a, aumentando por esse motivo as propri- edades de anti-reflexão do revestimento AR.
A camada graduada 3a pode ser depositada sobre o substrato de vidro 1 de qualquer maneira adequada. Por exemplo, a camada graduada 3a pode ser depositada através de crepitação em determinadas modalidades de exemplo. Em determinados casos de exemplo, a camada pode ser deposita- da por crepitação por inicialmente depositar por crepitação diversas cama- das em uma seqüência com proporções variáveis de oxido de silício para o oxido de titânio; e em seguida a seqüência de camadas resultante pode ser tratada com calor (como por exemplo, de 250 a 900 graus C). Para o depósi- to dessa seqüência de camadas inicialmente podem ser usados alvos de Si, SiAl, Ti e/ou SiTi. Por exemplo um alvo ou alvos de crepitação de Si ou SiAl em uma atmosfera gasosa de oxigênio e argônio pode ser usado para o de- pósito por crepitação da camada ou das camadas inferiores da seqüência. Um alvo ou alvos de crepitação de Ti em uma atmosfera gasosa de oxigênio e argônio pode ser usado para o depósito por crepitação da camada ou das camadas, de topo da seqüência, e um alvo ou alvos de Si/Ti em uma atmos- fera gasosa de oxigênio e argônio pode ser usado para o depósito por crepi- tação da camada ou das camadas intermediárias da seqüência. O perfil da difusão ou o perfil da composição poderá ser controlado através do tempo e da temperatura do tratamento com calor ao qual a seqüência foi submetida de modo a resultar um uma camada graduada 3a como discutida acima. No entanto, não há necessidade do tratamento ser utilizado. Outras técnicas para a formação da camada graduada 3a podem ser usadas ao invés.
A camada graduada 3a pode ser de espessura adequada em determinadas modalidades de exemplo desta invenção. No entanto, em de- terminadas modalidades de exemplo, a camada graduada 3a tem uma es- pessura de pelo menos um comprimento de onda de luz. Além do mais, o valor do índice de refração (n) e/ou a composição material da camada gra- duada 3a pode variar através de toda a camada tanto de uma maneira conti- nua como não contínua em modalidades de exemplo diferentes desta inven- ção.
A camada graduada usa óxido de titânio como um material de alto índice na modalidade da figura 1. NO entanto, é observado que Zr pode ser usado para substituir ou suplementar o Ti na modalidade da figura 1 em determinadas modalidades alternativas desta invenção. Em ainda outras modalidades de exemplo, Al pode ser usado para a substituição ou para a suplementação de Ti na modalidade da figura 1 em determinadas modalida- des alternativas desta invenção.
Uma camada anti-refletora 3b de ou incluindo um material tal co- mo o oxido de silício (por exemplo, S1O2) ou semelhante pode ser provida sobre a camada graduada 3a em determinadas modalidades de exemplo desta invenção como mostrado na figura 1, por exemplo. Em determinadas modalidades de exemplo, a espessura da camada anti-refletora de cobertura 3b é de aproximadamente uma espessura de 1,4 de onda (um quarto da es- pessura de onda mais/menos cerca de 5 ou 10%) de tal modo a atuar como uma camada de revestimento de interferência destrutiva reduzindo por essa razão o reflexo a partir da interface entre as camadas 3a e 3b. Quando a camada de espessura de um quarto de onda 3b é composta de S1O2 a cerca de uma espessura de 1/4 de onda, então a camada 3b irá ter uma espessura física de a partir de cerca de 80 até 140 nm, de mais preferência a partir de cerca de 120 até 130 nm, e de maior preferência de cerca de 125 nm em determinadas modalidades de exemplo de modo a representar uma espes- sura de 1,4 de onda. Enquanto o oxido de silício branco é preferido para a camada destrutiva de interferência 3b em determinadas modalidades de e- xemplo desta invenção, é possível usar outros materiais para essa camada 2b em outras modalidades de exemplo desta invenção. Quando são usados outros materiais para a camada 3b, a camada 3b pode também ter uma es- pessura aproximada de 1/4 de onda em determinadas modalidades de e- xemplo desta invenção. A camada inclusiva de oxido de silício 3b pode ser relativamente densa em determinadas modalidades de exemplo desta in- venção; como por exemplo, a partir de cerca de 75 a 100% de dureza, para finalidades de proteção. É observado que é possível a formação de outra ou outras camadas 3b em determinados casos de exemplos, embora em muitas modalidades a camada 3b é a camada mais exterior do revestimento AR 3.
A camada 3b pode ser depositada sobre a camada 3a. de qual- quer maneira adequada. Por exemplo, um objetivo de Si ou de SiAI pode ser crepitado em uma atmosfera de oxigênio e argônio para depositar por crepi- tação a camada inclusiva 3b de oxido de silício. Alternativamente, a camada incluída 3b de oxido de silicone pode ser depositada através de pirólise de chama, ou através de qualquer outra técnica adequada tão como por pulve- rização, revestimento por cilindro, impressão através de precursor de solu- ção de sol-gel de sílica (em seguida secando e curando), revestimento com uma dispersão de sílica de partículas nano ou coloidais, deposição por fase de vapor, e assim dor diante.
É observado que o oxido de silício da camada 3a e/ou 3b pode ser aditivado com outros materiais tais como alumínio, nitrogênio etc. Da mesma forma, o oxido de titânio da camada 3a pode ser aditivado com outro ou outros materiais bem como em determinados casos das modalidades.
Devido ao uso de aproximadamente um quarto de espessura de onda da camada 3b, é possível prover um revestimento AR 3 sobre o subs- trato de vidro 1 com a utilização de abordagens de uma combinação de um índice de refração graduado (devido a camada 3a) e de interferência destru- tiva (devido a camada 3b). A abordagem do índice graduado permite que os reflexos sejam reduzidos na interface entre o substrato de vidro 1 e a cama- da graduada 3a, enquanto que a interferência destrutiva permite que os re- flexos sejam reduzidos na interface entre as camadas 3a e 3b. Foi descober- to que isso pode aumentar a produção de força de uma célula solar a partir de cerca de 1,0 até 4,0%, de mais preferência a partir de cerca de 1,3 até 2,5%, em determinadas modalidades de exemplo desta invenção.
Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, pode ser usado vidro de alta transmissão e baixo ferro para o substrato de vidro 1 com a finalidade de aumentar ainda mais a transmissão da radiação (por exemplo, os fótons) para a camada ativa da célula solar ou semelhante. Por exemplo, e sem limitação, o substrato de vidro 1 pode ser de qualquer um dos vidros descritos em qualquer dos pedidos de Patente Us Serial Nos. 11/049.292 e/ou 11/122.218, a descrição dos quais são incorporadas aqui, neste pedido de patente por referência.
Determinados vidros para o substrato de vidrol (que podem ou não ser padronizados em casos diferentes) de acordo com as modalidades de exemplo desta invenção utilizam vidro plano de cal de soda - sílica como a sua composição de base de vidro. Além da composição de base de vidro, uma parte de corante pode ser provida com a finalidade de conseguir um vidro que seja bem claro em cor e/ou que tenha uma transmissão visível al- ta. Um vidro de base de cal de soda - sílica de acordo com determinadas modalidades desta invenção, em uma base de percentagem em peso, inclui os ingredientes básicos que se seguem:
EXEMPLO DE VIDRO DE BASE
<table>table see original document page 12</column></row><table> Outros ingredientes menores, incluindo diversos auxiliares de refino convencionais, tais como SO3, carbono e os semelhantes também po- dem ser incluídos no vidro de base. Em determinadas modalidades, por e- xemplo, o vidro aqui, deste pedido de patente, pode ser feito a partir de bate- Iada de matérias-primas de sílica, areia, cinza de cal, dolomita, pedra de cal, com o uso de sais de sulfato tais como torta de sal (Na2SO4) e/ou sal de Ep- son (MgSO4 χ 7H20) e/ou gesso (como por exemplo, combinação de cerca de 1:1 de qualquer um) como agentes de refino. Em determinadas modali- dades de exemplo, os vidro de base de cal de soda - sílica daqui, deste pe- dido de patente incluem em peso a partir de cerca de 10 a 15% de Na2O e a partir de cerca de 6 a 12% de CaO.
Além do vidro de base acima, na fabricação de vidro de acordo com determinadas modalidades de exemplo da presente invenção a batela- da de vidro inclui materiais (incluindo corantes e/ou oxidantes) que fazem com que o vidro resultante seja razoavelmente neutro em cor (ligeiramente amarelo em determinadas modalidades de exemplo, indicados através de um valor b* positivo) e/ou ter uma transmissão de luz altamente visível. Es- ses materiais podem tanto estar presentes nos matérias-primas (por exem- pio, pequenas quantidades de ferro), como podem ser adicionados aos ma- teriais do vidro de base na batelada (por exemplo, cério, érbio e/ou seme- lhante). Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, o vidro resultante tem uma transmissão visível de pelo menos 75%, de mais prefe- rência de pelo menos 80%, ainda de mais preferência de pelo menos 85%, e de maior preferência de pelo menos cerca de 90% (algumas vezes de pelo menos 91%) (Lt D65). Em determinados casos não Iimitativos de exemplo, essas altas transmissões podem ser conseguidas em uma espessura de vidro de referência de cerca de 3 a 4 mm. Em determinadas modalidades desta invenção, além do vidro de base, o vidro e/ou a batelada de vidro compreende ou consiste essencialmente nos materiais como mostrados na Tabela 2 abaixo (em termos de percentagem em peso da composição total do vidro):
EXEMPLO DE MATERIAIS ADICIONAIS EM VIDRO
<table>table see original document page 13</column></row><table>
Em determinadas modalidades de exemplo, o teor total de ferro do vidro é de mais preferência a partir de 0,01 até 0,06%, de mais preferên- cia a partir de 0,01 até 0,04%, e de maior preferência a partir de 0,01 até 0,03%. Em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, a parte de corante é substancialmente isenta de outros corantes (outros que não quantidades, potencialmente, de traço). No entanto, deve ser observado que outras quantidades de outros materiais (como por exemplo, auxiliares de refino, auxiliares de fusão, corantes e/ou impurezas) podem estar presentes no vidro em determinadas outras modalidades desta invenção sem se afas- tar do(s) propósito(s) e do(s) objetivo(s) da presente invenção. Por exemplo, em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, a composição do vidro é substancialmente isenta de, ou isenta de, um, dois, três, quatro ou tudo de: oxido de érbio, oxido de níquel, óxido de cobalto, óxido de neodí- mio, óxido de cromo e selênio. A frase "substancialmente isento de" significa mão mais do que 1 ppm e possivelmente tão baixo quanto 0 ppm do elemen- to ou do material. É observado que, embora a presença de óxido de cério é preferido em muitas modalidades desta invenção, ele não é necessário em todas as modalidades e por certo é intencionalmente omitido em muitos ca- sos. No entanto, em determinadas modalidades de exemplo desta invenção, pequenas quantidades de óxido de érbio podem ser adicionadas ao vidro em sua parte colorida (por exemplo, a partir de cerca de 0,1 até cerca de 0,5% de óxido de érbio).
A quantidade total de ferro presente na batelada de vidro e no vidro resultante, isto é, na parte corante do mesmo, é expressa aqui, neste pedido de patente, em termos de Fr2O3 de acordo com a prática padrão. Is- so, no entanto, não implica que todo o ferro está na realidade na forma de Fr2O3 (ver a discussão acima com relação a este assunto). Da mesma for- ma, a quantidade de ferro no estado ferroso (Fe+2) é registrada aqui, neste pedido de patente como FeO, mesmo embora todo o ferro em estado ferroso na batelada de vidro ou no vidro possa não estar na forma de FeO. Como mencionado acima, o ferro no estado ferroso (Fe2+; FeO) é um corante azul esverdeado, enquanto que o ferro no estado férrico (Fe3+) é um corante a- mareio esverdeado; e o corante azul esverdeado do ferro ferroso é de inte- resse especifico, uma vez que como um corante forte ele introduz uma cor significativa dentro do vidro que pode algumas vezes não ser desejada quando se procura conseguir uma cor neutra ou transparente.
É observado que a superfície incidente à luz do substrato de vi- dro 1 pode ser plana ou em configurações diferentes em modalidades de exemplos diferentes desta invenção.
A figura 2 é uma vista em, corte transversal de uma célula solar ou de um dispositivo fotovoltáico, para a conversão da luz em eletricidade, de acordo com uma modalidade de exemplo desta invenção. A célula solar da figura 2 usa o revestimento AR 3 e o substrato de vidro 1 mostrados na figura 1 em determinadas modalidades de exemplo desta invenção. A luz que entra ou incidente, incide primeiro sobre a camada 3b do revestimento AR 3, passa através de todo ele e em seguida através da camada 3a e atra- vés do substrato de vidro 1 antes de alcançar o semicondutor fotovoltáico da célula solar (ver à camada de película fina da célula solar na figura 2). Ob- serve que a célula solar também pode incluir, porém não necessita de, um eletrodo tal como um oxido condutor transparente (TCO), um óxido de au- mento do reflexo ou película EVA, e/ou um contato metálico posterior como mostrado no Exemplo da figura 2. Outros tipos de células solares podem naturalmente ser usados, e a célula solar da figura 2 é provida meramente para finalidades de exemplo e entendimento. Como explicado acima, o re- vestimento AR 3 reduz o reflexo da luz incidente e permite que mais luz che- gue a camada de película fina do semicondutor da célula solar permitindo por meio disso que a célula solar possa atuar de forma mais eficiente.
Embora determinados dos revestimentos AR 3 acima discutidos sejam usados no contexto das células solares/módulos, esta invenção não está limitada a eles. Os revestimentos AR de acordo com a invenção podem ser usados em, outras aplicações tais como para molduras de fotografias, portas de lareira, e os semelhantes. Também outras camadas podem ser providas sobre o substrato de vidro sob o revestimento AR de tal forma que o revestimento AR seja considerado sobre o substrato de vidro mesmo se outras camadas sejam providas entre eles. Também, embora a camada gra- duada 3a esteja diretamente sobre e em contato com o substrato de vidro 1 na modalidade da figura 1, é possível prover outra ou outras camadas entre o substrato de vidro e a camada graduada em modalidades alternativas des- ta invenção.
Embora esta invenção tenha sido descrita em conexão com o que é atualmente considerado como sendo á modalidade mais prática e de preferência, deve der entendido que a invenção não está limitada a modali- dade descrita, porém ao contrário, está destinada a cobrir diversas modifica- ções e disposições equivalentes incluídos dentro do espírito e do âmbito das reivindicações apensas.
Claims (20)
1. Célula solar compreendendo: uma camada fotovoltaica e pelo menos um substrato de vidro em um lado incidente à luz da camada fotovoltaica; um revestimento anti-reflexo provido sobre o substrato de vidro, o revestimento anti-reflexo estando localizado em um lado incidente à luz do substrato de vidro; em que o revestimento anti-reflexo compreende uma camada graduada provida diretamente sobre e em contato com o substrato de vidro, a camada graduada incluindo uma mistura de oxido de silício e oxido de titâ- nio, com mais óxido de titânio sendo provido em uma parte mais afastada da camada graduada afastada do substrato de vidro do que uma parte próxima da camada graduada mais próxima do substrato de vidro; e em que o revestimento anti-reflexo compreende ainda uma ca- mada composta por óxido de silício localizada sobre a camada graduada.
2. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte próxima da camada graduada tem um valor de índice de refração de menos do que o da parte mais afastada da camada graduada..
3. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte próxima da camada graduada é feita predominantemente de óxido de silício.
4. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte próxima da camada graduada tem um valor de índice de refração a partir de cerca de 1,46 até 1,9.
5. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte próxima da camada graduada tem um valor de índice de refração a partir de cerca de 1,46 até 1,7, em que o óxido de titânio é o TiO2 e o óxido de silício é o SiO2.
6. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte afastada da camada graduada tem um valor de índice de refração a partir de cerca de 2,0 até 2,55.
7. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte afastada da camada graduada tem um valor de índice de refração a partir de cerca de 2,3 até 2,55.
8. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte afastada da camada graduada é feita predominantemente de óxido de titâ- nio.
9. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a cama- da que compreende o óxido de silício tem aproximadamente uma espessura de um quarto de onda.
10. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a ca- mada que compreende o óxido de silício é a partir de cerca de 80 até 140 nm, de mais preferência a partir de cerca de 110 até 130 nm.
11. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte mais próxima da camada graduada é feita de a partir de cerca de 40 a 100% de óxido de silício e a parte mais afastada da camada graduada é feita a partir de cerca de 50 a 100% de óxido de titânio.
12. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que a parte mais próxima da camada graduada é feita a partir de cerca de 70 a 100% de óxido de silício e a parte mais afastada da camada graduada é feita a partir de cerca de 70 a 100% de óxido de titânio.
13. Célula solar que compreende: uma camada fotovoltaica e pelo menos um substrato de vidro em um lado incidente à luz da camada fotovoltaica; um revestimento anti-refletor provido sobre o substrato de vidro, o revestimento anti-refletor estando localizado em um lado incidente à luz do substrato de vidro; em que o revestimento anti-refletor compreende uma camada graduada que inclui uma mistura de óxido de silício e um óxido de metal (M), com mais óxido de metal (M) estando provido em uma parte mais afastada da camada graduada do que do substrato de vidro do que em uma parte mais próxima da camada graduada, mais próxima do substrato de vidro, e em que M é um ou mais do grupo de Ti, Zr e Al; e em que o revestimento anti-refletor compreende também uma camada que é composta por óxido de silício localizada sobre a camada gra- duada.
14. Célula solar de acordo com a reivindicação 13, em que a par- te mais próxima da camada graduada é feita predominantemente de oxido de silício.
15. Célula solar de acordo com a reivindicação 13, em que a par- te mais próxima da camada graduada tem um valor de índice de retração a partir de cerca de 1,46 até 1,7.
16. Célula solar de acordo com a reivindicação 13, em que a par- te mais afastada da camada graduada tem um valor de índice de refração a partir de cerca de 2,0 até 2,55.
17. Célula solar de acordo com a reivindicação 13, em que a ca- mada que compreende o óxido de silício tem uma espessura de aproxima- damente um quanto de onda.
18. Célula solar de acordo com a reivindicação 13, em que a ca- mada que compreende o óxido de silício é a partir de cerca de 80 até 140 nm.
19. Célula solar de acordo com a reivindicação 1, em que o subs- trato de vidro compreende: Ingrediente % em peso SiO2 67-75% Na2O 10-20% CaO 5-15% total de ferro (expresso como (Fe2O3) 0,001 a 0,06% óxido de cério 0 a 0,30% em que o próprio substrato de vidro tem uma transmissão visível de pelo menos 90%, um valor a* de cor transmissível de -1,0 até + 1,0, e um valor b* de cor transmissível de a partir de 0 até + 1,5.
20. Artigo revestido compreendendo: um substrato de vidro e um revestimento anti-reflexo sobre o substrato de vidro; em que o revestimento anti-reflexo compreende uma camada graduada que inclui uma mistura de óxido de silício e de óxido de titânio, com mais oxido de titânio sendo provido em uma parte mais afastada da camada graduada afastada do substrato de vidro do que em uma parte pró- xima da parte da camada graduada mais próxima do substrato de vidro; e em que o revestimento anti-reflexo compreende também uma camada composta por óxido de silício localizada sobre a camada graduada.
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