автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Просветляющие покрытия для защитных стекол солнечных элементов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ _ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ_

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

На правах рукописи УДК 681.7.064.454

НЕМКОВА Анастасия Александровна

ПРОСВЕТЛЯЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ СТЕКОЛ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность: 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и

комплексы

1 о ДЕК 2009

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2009

003488523

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Путилин Эдуард Степанович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ишанин Геннадий Григорьевич

кандидат технических наук Михайлов Анатолий Васильевич

Ведущая организация:

ОАО «ЛОМО»

Защита состоится "

М 2009 г. в /б"" ч. ЯО

мин. на

заседании диссертационной советЬ Д 212.227.01 при Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 190031, г. Санкт-Петербург, пер. Гривцова, д. 14, ауд. 313а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики

Автореферат разослан "с?0 " ШсЯйрЯ 2009 г.

Ваши отзывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах), заверенные печатью, просим направлять в адрес университета:

197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49, секретарю диссертационного совета Д 212.227.01

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.227.01, кандидат технических наук, доцент

Красавцев В.М.

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Альтернативные и возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнечного света, гидро- и геотермальная энергия, во всем мире привлекают все больше внимания. Растущий интерес к ним вызван экологическими соображениями, с одной стороны, и ограниченностью традиционных земных ресурсов — с другой. Особое место среди альтернативных и возобновляемых источников энергии занимают фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии. В настоящее время в общественном сознании крепнет убежденность в том, что энергетика будущего должна базироваться на крупномасштабном использовании солнечной энергии, причем в самых разных ее проявлениях. Солнце— это огромный, неиссякаемый, абсолютно безопасный источник энергии, в равной степени всем принадлежащий и всем доступный.

Для регионов с низкой интенсивностью солнечного излучения актуальной задачей является увеличение эффективности работы солнечных батарей. Это достигается за счет нанесения просветляющих покрытий на защитные стекла или непосредственно на фронтальную поверхность солнечных элементов.

Инженеры и производители солнечных элементов уже определили, что максимальная эффективность солнечных элементов достигается при таком положении, когда солнечные лучи перпендикулярны их поверхности. Остается открытым вопрос, какова эффективность солнечных элементов при отличных от нормального углах падения, и какова зависимость между углом падения и вырабатываемой при этом энергией. Предложенные в литературе критерии оценки эффективности основаны либо на практических испытаниях элементов в различных условиях (оценивается значение тока короткого замыкания), либо на теоретических соотношениях, учитывающих потери на отражение в солнечном элементе или изменение потока солнечного излучения с изменением географической широты. Таким образом, актуальной является задача создания такого критерия, который бы объединял в себе все или большинство указанных факторов.

В последние годы наблюдается интерес . к некогда широко распространенному методу нанесения покрытий — золь-гель технологии. Эксплуатационные характеристики получаемых с его помощью покрытий превосходят те, что обеспечивают вакуумные методы. Такие покрытия удовлетворяют требованиям, предъявляемым к защитным стеклам солнечных элементов, испытывающим агрессивное воздействие окружающей среды.

Использование золь-гель метода открывает широкие возможности для создания просветляющих покрытий. Несмотря на то, что этому методу уже исполнилось более полувека, потенциал его до конца не раскрыт и разработка покрытий на его основе по-прежнему является актуальной задачей.

Целью данной работы является создание просветляющего покрытия, обеспечивающего максимальную эффективность использования солнечного излучения в различных условиях эксплуатации.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Анализ существующих просветляющих покрытий для защитных стекол солнечных элементов и оценка их эффективности.

2. Способы создания просветляющих покрытий на основе золь-гель технологии и выбор наиболее подходящего для достижения поставленной цели.

3. Выбор конструкции просветляющего покрытия.

4. Разработка критерия оценки эффективности просветляющего покрытия.

5. Расчет параметров покрытия для использования в различных географических и климатических условиях.

6. Изготовление экспериментальных образцов покрытий и измерение их свойств.

Методы исследования

Для теоретического анализа использовались основные соотношения солнечной энергетики, элементы теории тонких пленок и полученная на их основе методика оценки эффективности просветляющих покрытий.

В практической части для измерения оптических параметров полученных покрытий использовались эллипсометрический и фотометрический методы. При проведении эллипсометрических измерений применялись две модели пленки.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Методика оценки эффективности просветляющего покрытия для защитных стекол солнечных элементов.

2. Критерий выбора конструкции просветляющего покрытия.

3. Результаты расчета оптимальных параметров покрытий для различных условий эксплуатации солнечного элемента.

4. Способ создания просветляющего покрытия с низким показателем преломления.

5. Сравнение эффективности экспериментально полученных образцов и расчетных данных.

Практическая ценность работы

1. Выбрана оптимальная конструкция просветляющего покрытия для защитных стекол солнечных элементов.

2. Для нескольких частных случаев рассчитаны оптические параметры (показатель преломления и оптическая толщина слоя) покрытий и углы наклона солнечных элементов с целью увеличения их коэффициента полезного действия.

3. Изготовлены образцы просветляющих покрытий с использованием золь-гель метода из различных пленкообразующих растворов, измерены их оптические и механические свойства.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- IV Межвузовская конференция молодых ученых, Санкт-Петербург,

2007 г.

-XXXVI научная и учебно-методическая конференция профессорско-преподавательского и научного состава, Санкт-Петербург, 2007 г.

- V международная конференции молодых ученых и специалистов «Оптика - 2007», Санкт-Петербург, 2007 г.

- V Межвузовская конференция молодых ученых, Санкт-Петербург,

2008 г.

- VIII международная конференция «Прикладная оптика - 2008», Санкт-Петербург, 2008 г.

-XXXVIII научная и учебно-методическая конференция профессорско-преподавательского и научного состава, Санкт-Петербург, 2009 г.

- VI Межвузовская конференция молодых ученых, Санкт-Петербург,

2009 г.

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 статьях и тезисах докладов, в том числе 1 научная статья в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК для кандидатских диссертаций (редакция апрель 2008 года).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и двух приложений. Работа содержит 97 страниц основного текста, включая 37 рисунков, 6 таблиц, библиографический список из 85 наименований.

Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность и научная новизна работы, изложена её практическая значимость, сформулированы цель, задачи и защищаемые положения диссертационной работы, приведена структура работы.

В первой главе рассмотрены конструкция и материалы солнечных элементов. Изложены основы метода золь-гель технологии и способы нанесения покрытий. Представлен обзор способов создания просветляющих покрытий с низким показателем преломления и характеристик просветляющих покрытий, используемых в солнечных элементах на сегодняшний день.

Во второй главе приведены характеристики солнечного излучения, соотношения для расчета распределения солнечного излучения в зависимости от положения Земли относительно Солнца и месторасположения солнечного элемента.

Для оценки эффективности просветляющего покрытия автором предложено следующее выражение:

V

--^---Т{\,\0)-сП.

_ \ да шах SQ.) max /t ч

F(K) = ---г-г-. (1)

л 2 А|

где 1(к)— распределение интенсивности солнечного излучения по спектру согласно стандартному спектру наземного солнечного излучения AM 1,5; S(k) — спектральная чувствительность солнечного элемента. Т(Х, Хо) — коэффициент пропускания стеклянной пластины с нанесенным с обеих сторон просветляющим покрытием. Пределы интегрирования A,i и Х2 выбираются в соответствии с границами спектральной чувствительности используемого солнечного элемента. Поскольку для нашей задачи количественное значение спектральной плотности солнечного излучения 1(к) не играет существенной роли, то в выражении (1) использовалась приведенная величина. Также нормировалось значение спектральной чувствительности солнечного элемента

m

В расчетах использовались три стандартные конструкции просветляющих покрытий: одно-, двух- и трехслойное. В качестве материала подложки выбрано стекло с показателем преломления п0 = 1,52. Для проведения расчетов использовался солнечный элемент на основе монокристаллического кремния.

На рис. 1 представлены кривые, соответствующие трем конструкциям просветляющих покрытий. Можно видеть, что трехслойное просветляющее покрытие обладает наибольшей эффективностью для длины волны h> ~ 628 нм. Разница по сравнению с однослойным покрытием в максимуме составляет лишь 3 %. Для однослойного покрытия характерна наименьшая зависимость эффективности от длины волны наименьшего отражения. Кроме того, изготовление однослойного просветляющего покрытия более технологично,

что особенно актуально для нашего случая, так как защитные стекла обладают значительными размерами. Таким образом, для проведения дальнейших расчетов использовалась однослойная конструкция.

Рис. 1. Интегральная эффективность покрытий при нормальном падении как функция оптической толщины слоя; 1 — щ = 1,45, пхс1\ = А</4, 2 — щ = 1,92, «2 = 1,45, п\<1\ = = V4, 3 — и, = 1,65, п2 = 1,92, и3 = 1,45, = и3</3 = Хо/4, "2^2= ^с/2, где Хо ~ длина волны наименьшего отражения.

Введя показатель преломления однослойного покрытия щ в качестве переменной, на основе формулы (1) была рассчитана эффективность покрытия в зависимости от оптических параметров щ и X«. Результаты расчета представлены в виде контурного графика на рис. 2.

Рис. 2. Эффективность однослойного покрытия 5(Хо) при нормальном падении, где Ао - длина волны наименьшего отражения

Как видно из графика, функция эффективности имеет ярко выраженный максимум, который для случая нормального падения достигается при щ = 1,233 и ко = 657 им и составляет 0,449. Нанесение такого покрытия приводит к

увеличению эффективности на 8 % по сравнению с чистой подложкой. При использовании в качестве пленкообразующего материала 8Ю2 с показателем преломления п\ - 1,44 эффективность увеличивается на 3%. При наклонном падении солнечного излучения эффективность покрытия снижается за счет увеличения отражения на границе сред.

Эффективность использования того или иного просветляющего покрытия помимо его оптических характеристик зависит от спектральной чувствительности материала солнечного элемента, спектрального распределения интенсивности солнечного излучения в рассматриваемой точке земного шара для данного времени года и времени суток, а также от погодных условий.

Были рассмотрены четыре варианта освещенности:

1. Ясное небо (облаками покрыто 10% небосклона). Неподвижный солнечный элемент (рис. 3).

2. Ясное небо. Элемент, имеющий наклон в вертикальной плоскости.

3. Ясное небо. Элемент, отслеживающий положение Солнца.

4. Пасмурное небо (свыше 90 % небосклона покрыто облаками).

Рис. 3. Неподвижный солнечный элемент в условиях ясного неба

Принимая во внимание перечисленные выше факторы, можно записать выражение (1) для определения эффективности однослойного просветляющего покрытия с показателем преломления щ и оптической толщиной п\й\ = Хо/4. В первом случае это выражение имеет вид:

Неподвижный солнечный элемент.

г

N

Е

Б

х} /(М)

тах

Д'-(^-Л)

где /(X, 0— спектральная плотность солнечного излучения в зависимости от времени суток Г; 9_,(0 — зенитный угол.

1(к,0 = /0Д). О,?^"»0'678),

1

АМ(г) = -

■ воздушная масса.

соз(9г (0) + 0,50572 ■ (96,07995 - 0. (О)4'6364 Коэффициент пропускания стеклянной пластины Т(пи Хо, X, 9;(0) с нанесенным на нее с обеих сторон просветляющим покрытием, рассчитывается с учетом поляризации излучения при наклонном падении:

" 1 + Л(и, Д0Д,8г(0)

Л(я1Д0Д,8,(О) =

^ (и, Д о Д, 9. (0) + Др (л, Д 0 Д, э 2 (0)

где ^(иь Хо, X, 9,(0) и ЛДиь Х^ X, 8,(0) — коэффициенты отражения просветляющего покрытия для у- и ^-компонент солнечного излучения.

В качестве пределов интегрирования второго интеграла используются время заката 4 и восхода (¡-А!, где Л? — продолжительность дня.

Рис. 4. Солнечный элемент с наклоном в вертикальной плоскости в условиях ясного неба

Во втором случае (рис. 4) выражение (1) принимает вид:

5Д)„

(3)

где 0;т - угол между направлением на Солнце и нормалью к поверхности солнечного элемента.

При условии, когда солнечный элемент отслеживает Солнце, солнечные лучи всегда падают по нормали к его поверхности и зенитный угол равен нулю. Выражение (1) имеет вид:

^ /(X, О ¿(Х)

Л«,Д о) =

<1 л?

•Г(и, Д0Д,0))-«й.-Л

(4)

В случае облачной погоды солнечное излучение падает на границу облаков под углом 0г. При распространении через слой облаков ослабляется в 10 раз и рассеивается под углом а, принимающем значение от 0 до 90° (рис. 5).

Рис. 5. Солнечный элемент в условиях пасмурного неба В таком случае выражение (1) имеет вид-.

/,-Ы 0 У^' /тал___

хТ(п1,Х0,Х,а))-с{к-с1а-& Д?-0.5-тг-(Х2-Д,)

А/-0.5-л-(А.2 -X,)

(5)

В качестве примера использования методики для оценки эффективности просветляющих покрытий были выполнены расчеты для нескольких частных случаев.

В таб. 1, 2, 3, представлены результаты расчетов, где были определены оптимальные значения и Хо, при которых функция эффективности достигает максимума эффективности для солнечного элемента, расположенного на широте 50°. Расчеты выполнялись в соответствии с выражениями (2-5), принимая во внимание, что зенитный угол 8П время заката 4 и продолжительность светового дня А( зависят от дня в году N. Эффективность покрытия рассчитывалась для дней с максимальным и минимальным количеством солнечной энергии: 21 июня (Аг= 172) и 21 декабря (N=355) при

различных условиях освещенности. В таб. 1 также приведены расчеты для случаев наклона элемента в вертикальной плоскости с целью определения угла, при котором функция эффективности максимальна. Угол наклона у = 26°33' соответствует такому положению элемента, при котором солнечные лучи падают по нормали к его поверхности в полдень. Максимальная эффективность достигается для угла наклона у = 12°. В день зимнего солнцестояния эти углы совпадают.

В таблицах показано, насколько увеличивается эффективность при нанесении покрытия с оптимальными параметрами по сравнению с чистым стеклом с показателем преломления щ = 1,52. Поскольку пленкообразующих материалов с рассчитанными показателями преломления не существует, то было определено изменение функции эффективности в случае использования покрытий на основе фторида магния (п\ = 1,35) и диоксида кремния {щ = 1,44).

Таблица 1

Ясное небо. Солнечный элемент с наклоном в вертикальной плоскости и

без него

Время Наклон Оптимальные Д/Чл,,*.,,)

года площадки значения Я«, До) Нп, До) '

У % %

П\

"1 Ао, нм 1,35 1,44

0° 1,2 и 829 0,218 9,5 6,5 3

21 июня 12° 1,207 791 0,223 9 6,5 3,5

2б°33' 1,209 776 0,218 9,3 6,9 3,4

21 0° 1,077 1541 0,065 51,2 7 2,3

декабря 73°25' 1,23 691 0,304 7,8 6 3,2

Таблица 2

Ясное небо. Солнечный элемент, отслеживающий положение Солнца

Время года Оптимальные значения Л>ПЛ)тах ДЯи.ДоЭтах % До) %

"1 Л), нм И1.

1,35 1,44

21 июня 1,233 654 0,352 7,6 6Д 3,4

21 декабря 1,233 654 0,335 7,7 6,1 3,2

Таблица 3 Пасмурное небо

Время года Оптимальные значения Я^ь/о)™* Д^ЦДо)™« о/ А^(л,Д0) о/ ' 0

«I До, нм П\

1,35 1,44

21 июня 1,205 790 0,014 9,5 7,1 4,0

21 декабря 1,205 792 0,004 9,5 6,9 3,6

Далее с использованием выражения (б) были рассчитаны оптимальные параметры (показатель преломления и оптическая толщина слоя) покрытий для различных времен года и для года в целом. Результаты приведены в таб. 4.

«У ^ /(А.,О „ ¿(Х)

I 1 7(У ,\ .....• СП ч х

Пи.Ло)" —

А/(ЛГ)-(Я.2-Я.,)

(6)

Таблица 4 Ясное небо. Сезоны года

Время года Оптимальные значения Д^Л)™, о, о,

«1

«1 Хо, нм 1,35 1,44

зима 1,099 1300 0,059 31,1 6,7 2,2

весна 1,177 921 0,175 11,5 7,0 3,2

лето 1,195 851 0,208 10,0 6,9 3,7

осень 1,13 1130 0,105 18,0 6,7 2,2

год 1,153 1009 0,136 13,3 6,7 3,3

Аналогичные расчеты также выполнялись для солнечных элементов, расположенных на широтах 25° и 0° (экватор).

Как и следовало ожидать, наибольшая эффективность достигается при использовании элементов, отслеживающих положение Солнца. Для неподвижного солнечного элемента на широте <р = 50° в день летнего солнцестояния требуется наклон площадки для обеспечения высокой эффективности. Для зимних месяцев при горизонтально расположенной

поверхности элемента эффективность использования солнечной энергии чрезвычайно мала, в этом случае требуется наклонять плоскость элемента на такой угол, чтобы в полдень солнечные лучи были перпендикулярны его поверхности. Чем больше угол падения излучения на стекло с покрытием, тем больше возрастает эффективность при нанесении просветляющего покрытия.

Для широты ф = 25° наклон элемента для летних месяцев не требуется. На экваторе значения эффективности в летние и зимние месяцы различаются несущественно, здесь уже не требуется наклон площадки солнечного элемента.

Как показывают расчеты, эффективность покрытий с оптимальными параметрами значительно превышает эффективность, реализуемую при использовании существующих пленкообразующих материалов, следовательно, актуальной является задача по получению материалов с низким показателем преломления.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований по нанесению просветляющих покрытий с помощью золь-гель метода и измерению свойств полученных образцов.

На первом этапе исследований на подложки из флоат-стекла методом вытягивания были нанесены покрытия из 10 %-го раствора тетраэтоксисилана (ТЭОС) с использованием соляной кислоты в качестве катализатора. Затем они подверглись термообработке при температуре 350 °С. На рис. 6 представлены спектральные характеристики образцов, полученных при различных скоростях вытягивания. Измерения производились на спектрофотометре СФ-26. Для сравнения приведен коэффициент отражения чистой подложки.

Я,% 4

3

2 1 О

400 600 800 Л, км

Рис. б. Спектральный коэффициент отражения образцов и чистой подложки

С помощью эллипсометра ЛЭФ-ЗМ проводились измерения показателей преломления и толщины покрытий. Для образцов, полученных из 10%-го раствора ТЭОС, значение показателя преломления составляет 1,44. Значение показателя преломления, рассчитанное спектрофотометрическим методом

-без покрытия 20 см/мин -15 см/мин

(используя значение Лт;п) составляет 1,455. Разница обусловлена особенностью эллипсометрического метода, где необходимо задавать начальные значения измеряемых параметров и модель пленки. В данном случае использовалась модель однородной пленки, которая зачастую не реализуется на практике. Кроме того, эллипсометрические измерения выполняются для длины волны 632,8 нм (Не-Ые лазер) и при больших углах падения, тогда как измерение коэффициента отражения производится при угла падения близких к нормальному. Как известно, показатель преломления — комплексная величина, эллипсометр позволяет измерять как действительную составляющую, которая приведена в данной работе, так и комплексную. В результате же фотометрических измерений мы получаем значение в целом.

На следующем этапе были проведены эксперименты с целью дальнейшего снижения коэффициента отражения. Пленкообразующий раствор был приготовлен с использованием ТЭОС, абсолютного спирта и 25%-го водного раствора аммиака. Раствор считается годным к пленкообразованию, если на поверхности подложки образуется ровная, без разрывов, пятен и посторонних включений пленка. Для более полного завершения физико-химических процессов на поверхности образца и для повышения механической прочности, образец с покрытием подвергается инерционной термообработке. Время жизни раствора при условии хранения в холодильнике, составляет до 1 недели.

Были получены образцы покрытий из растворов с различным временем созревания. Прогрев образцов после осаждения покрытий производился при температурах 160 °С и 350 °С. Результаты эллипсометрических измерений представлены в таб. 5.

Таблица 5

Оптические параметры образцов, полученных при различных условиях

Время Показатель преломления Толщина пленки, нм

созревания пленки

раствора, дни 160 °С 350 °С 160 °С 350 °С

3 . 1,14 1,24 43 38

4 1,18 1,2 59 54

6 1,15 1,12 84 85

11 1,16 1,12 117 116

С увеличением срока созревания раствора происходит увеличение его вязкости, что увеличивает толщину получаемых из него пленок. Увеличение температуры обработки увеличивает плотность пленок, что ведет к уменьшению их толщины. Измеренные значения показателя преломления позволяют сделать вывод о наличии на поверхности подложки рыхлого слоя БЮг с высокой степенью пористости. К сожалению, покрытия, изготовленные по вышеприведенной методике, не обладают требуемой механической

прочностью (механическая прочность измеряется на приборе СМ-55). При испытаниях на механическую прочность они выдерживают не более 10 оборотов и легко стираются при чистке изделия.

С целью увеличения механической прочности был решено повысить температуру прогрева пленок после нанесения раствора до 600 °С. При температуре выше данного значения наблюдалось размягчение подложки. Показатель преломления покрытия увеличился до 1,25, но высокая пористость слоя по-прежнему препятствовала увеличению механической прочности. К достоинствам покрытия можно отнести низкий коэффициент отражения в спектральном интервале 400 - 900 им (рис. 7). Значение показателя преломления, полученное спектрофотометрическим методом, составляет 1,31.

Рис. 7. Спектральный коэффициент отражения покрытия после прогрева при 600 °С

В ходе следующего этапа был изменен порядок нанесения слоев. Таким образом, на подложку сначала осаждался слой из раствора со щелочным катализатором, а затем слой 5%-го раствора ТЭОС с кислотным катализатором. Концентрация раствора была выбрана так, чтобы с одной стороны обеспечить удовлетворительную механическую прочность, а с другой— не внести значительных изменений в спектральную характеристику покрытия.

Было получено два образца. Пленки наносились методом вытягивания с относительной скоростью 20 см/мин для первого образца и 15 см/мин для второго. Уменьшение скорости вытягивания приводит к увеличению толщины пленки. После нанесения первого слоя образцы нагревались до температуры 550 °С, а после нанесения второго слоя — при температуре 350 °С.

Затем с помощью эллипсометра ЛЭФ-ЗМ определялись оптические параметры образцов. Было использовано несколько моделей пленок: двухслойная, однородная, экспоненциальная. Несмотря на то, что на подложку наносились два слоя, наилучшая функция качества (отклонение расчетных и экспериментальных данных) была получена для однородной модели покрытия. Это можно объяснить тем, что первый слой обладает пористой структурой и

при нанесении второго слоя происходит заполнение этих пор раствором с большим показателем преломления. Показатель преломления и толщина покрытия для первого образца составили 1,42 и 68 нм, тогда оптическая толщина слоя 97 нм, что соответствует длине волны наименьшего отражения Хо = 386 нм. Для второго образца измеренные значения показателя преломления и геометрической толщины слоя составили 1,41 и 82 нм, тогда оптическая толщина слоя 116 нм, что соответствует длине волны наименьшего отражения Хо = 463 нм.

4

3

2 1 О

400 600 800 Л, нм

Рис. 8 Спектральный коэффициент отражения образцов с покрытиями и чистой подложки

На спектрофотометре СФ-26 были измерены коэффициенты отражения образцов (рис. 8). На графике также приведен коэффициент отражения подложи без покрытия. Рассчитанные с использованием фотометрического метода показатели преломления составляют 1,44 и 1,417 для первого и второго образца, соответственно. Такое покрытие (на основе полиорганосиликата) обеспечивает повышение механической прочности, однако, несколько ухудшает оптические характеристики конечного изделия.

Была опробована методика приготовления комбинированного раствора (на основе щелочного и кислотного катализа, гидролиза ТЭОС) и осаждения из него покрытий. Предполагается, что дисперсные частицы кремнезема, получаемые с помощью щелочного катализа гидронизованного ТЭОС, встраиваются в силоксановую матрицу кремнезема, полученного кислотным катализом гидролиза ТЭОС. Предполагается также, что сфероидные частицы кремнезема могут химически связываться с гидроксильными группами матрицы кремнезема, полученного кислотным гидролизом, что приведет к повышению механической прочности общего покрытия.

При хранении раствора более одного месяца наблюдаются возникновение и рост конгломераций частиц кремнезема, что делает необходимым фильтрацию раствора после приготовления. На рис. 9 и рис. 10 представлены

—• "" "

1 метая подложка эбразец 1 эбразец2

— —

спектральные характеристики покрытий, нанесенных из комбинированных растворов с соотношением 1:1 и 2:1. Использование нового пленкообразующего раствора привело к снижению коэффициента отражения покрытий, а, следовательно, и показателю преломления. Измеренные значения показателя преломления для двух образцов составили 1,44 и 1,4, соответственно. Значения, полученные фотометрическим методом, составляют 1,442 и 1,39.

R, % 3

2

1

400 550 700 850 А, нм

Рис. 9. Спектральный коэффициент отражения покрытий из комбинированного раствора с соотношением 1:1

R, %

2

1 О

400 550 700 850 А, НМ

Рис. 10. Спектральный коэффициент отражения покрытий из комбинированного раствора с соотношением 2:1

Для образцов покрытий, полученных из растворов на основе кислотного катализа и комбинированного раствора с соотношением 1:1, проводились измерения интегральных характеристик с использованием стандартного источника излучения D65, имитирующего солнечное излучение. На половину стеклянной прямоугольной пластины размером 15*25 см на одну поверхность было нанесено покрытие, а вторая половина оставалась чистой. Измерения проводились под углом 2°. Интегральные характеристики образцов, а также

увеличение пропускания, которое обеспечивают покрытия, представлены в таб. 6.

Таблица 6

Интегральные характеристики образцов покрытий, полученных из

двух типов растворов

Контролируемый параметр, % Раствор на основе кислотного катализа Комбинированный раствор 1:1

чистое стекло с чистое стекло с

стекло покрытием стекло покрытием

Т 90,2 92 90,3 92,7

Я 8 6,3 8,1 5,6

А 1,7 1,7 1,6 1,8

А Т - 1,8 - 2,4

Здесь ЛГ может служить аналогом эффективности покрытия,

А/Чя.Д0) _

рассмотренной в главе 2, точнее величины ————. Поэтому в соответствии

с выражением (1) была рассчитана эффективность покрытий, полученных из раствора на основе кислотного катализа и комбинированного раствора с соотношением 1:1 («1 = 1,44 и П\ = 1,4). Пределы интегрирования X] и Х2 для корректного сравнения имели значения 400 и 780 нм. Полученные значения

А/Х»,, Ха) составили ) 9 и 2,5 %, соответственно, что подтверждает

правомерность использования предложенной автором методики для оценки эффективности просветляющих покрытий для защитных стекол солнечных элементов.

Автор выражает благодарность сотруднику лаборатории оптических покрытий ФГУП ГОИ им.С. И. Вавилова, к.т.н. Кулешову А. П. за помощь при получении экспериментальных образцов покрытий.

Заключение

1. Рассмотрены просветляющие покрытия, используемые в солнечной энергетике в настоящее время, приведена их эффективность на основе литературных данных.

2. Рассмотрены способы получения просветляющих покрытий с низким показателем преломления на основе золь-гель технологии.

3. Выбрана оптимальная конструкция просветляющего покрытия для защитных стекол солнечных элементов.

4. Предложена методика оценки эффективности покрытий солнечных элементов, работающих в различных условиях.

5. Выполнен расчет оптических параметров (показателя преломления и оптической толщины слоя) покрытий, обеспечивающих максимальную эффективность, приведено сравнение с доступными пленкообразующими материалами.

6. На основе нескольких пленкообразующих растворов изготовлены образцы покрытий и измерены их характеристики. Показано, что пленки, полученные из комбинированных растворов, обладают низким показателем преломления и высокой механической прочностью.

7. Рассчитанные в соответствии с предложенной методикой значения эффективности покрытий полностью соответствуют результатам измерений экспериментально изготовленных образцов.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Немкова А. А. Измерение показателя преломления однослойного просветляющего покрытия // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 38. Исследования в области оптики, приборостроения и управления. Труды молодых ученых. СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. С. 45-47.

2. Немкова А. А. Способ создания градиентного просветляющего покрытия на основе диоксида кремния // Сборник трудов V международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика - 2007». Санкт-Петербург, 15-19 октября 2007. СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. С. 406.

3. Немкова А. А. Выбор оптимального просветляющего покрытия для задач солнечной энергетики // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 58. Оптотехника, оптоинформатика, оптические материалы. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. С. 22-25.

4. Немкова А. А. Исследование просветляющих покрытий с низким показателем преломления, полученных из раствора тетраэтоксисилана // VIII международная конференция «Прикладная оптика - 2008». Санкт-Петербург, 20-24 октября 2008 г. Сборник трудов. Т. 2. Оптические материалы и технологии. СПб: Труды оптического общества им. Д. С. Рождественского, 2008. С. 68-71.

5. Немкова А. А, Путшин Э. С. Измерение показателя преломления неоднородного просветляющего покрытия //' Оптический журнал. 2009. № 1. С.61-63.

6. Немкова А. А. Выбор просветляющего покрытия для задач солнечной энергетики при различных условиях освещенности II Сборник трудов конференции молодых ученых. Выпуск 1. Оптотехника и оптическое приборостроение. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. С. 127-131.

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении «Университетские телекоммуникации» 197101. Санкт-Петербург. Саблинскаяул.. 14 Тел. (812) 233 4669 объем 1 п.л. Тираж 100 ЭКЗ.

введение.

1 МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСВЕТЛЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ для ЗАЩИТНЫХ СТЕКОЛ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

1.1 Солнечные элементы.

1.1.1 Конструкция солнечного элемента.

1.1.2 Технология солнечных элементов.

1.2 Получение просветляющих покрытий методом золь-гель технологии.

1.2.1 Основы метода.

1.2.2 Способы нанесення покрытий.

1.3 Получение просветляющих покрытий.

1.3.1 Травление пленки в кислоте.

1.3.2 Сочетание пленкообразующих растворов с кислотным и основным катализом.

1.3.3 Добавление полимера в пленкообразующий раствор.

1.3.4 Просветляющие покрытия на основе фторидов металлов.

1.3.5 Просветляющие покрытия на основе полимеров.

1.4 Просветляющие покрытия в солнечной энергетике. выводы по главе 1.

2 выбор просветляющего покрытия для защитного стекла солнечного элемента.

2.1 Характеристики солнечного излучения.

2.2 Описание положения Солнца.

2.2.1 Система углов Земля-Солнце.

2.2^2 Система углов наблюдатель-Солнце.

2.3 Энергия солнечного излучения.

2.4 Выбор конструкции просветляющего покрытия.

2.5 Определение эффективности просветляющего покрытия при различных условиях освещенности.

2.6 Результаты расчетов. выводы по главе 2.

3 экспериментальная часть.

3.1 Покрытия из растворов с кислотным и щелочным катализом.

3.2 Покрытия из комбинированных растворов. выводы по главе 3.

Актуальность темы работы

Альтернативные и возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнечного света, гидро- и геотермальная энергия, во всем мире привлекают все больше внимания. Растущий интерес к ним вызван экологическими соображениями, с одной стороны, и ограниченностью традиционных земных ресурсов — с другой. Особое место среди альтернативных и возобновляемых источников энергии занимают фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии. В настоящее время в общественном сознании крепнет убежденность в том, что энергетика будущего должна базироваться на крупномасштабном использовании солнечной энергии, причем в самых разных ее проявлениях. Солнце — это огромный, неиссякаемый, абсолютно безопасный источник энергии, в равной степени всем принадлежащий и всем доступный.

Для регионов с низкой интенсивностью солнечного излучения актуальной задачей является увеличение эффективности работы солнечных батарей. Это достигается за счет нанесения просветляющих покрытий на защитные стекла или непосредственно на фронтальную поверхность солнечных элементов.

Инженеры и производители солнечных элементов уже определили, что максимальная эффективность солнечных элементов достигается при таком положении, когда солнечные лучи перпендикулярны их поверхности. Остается открытым вопрос, какова эффективность солнечных элементов при углах падения отличных от нормального, и какова зависимость между углом падения и вырабатываемой при этом энергией. Предложенные в литературе критерии оценки эффективности основаны либо на практических испытаниях элементов в различных условиях (оценивается значение тока короткого замыкания), либо на теоретических соотношениях, учитывающих потери на отражение в солнечном элементе или изменение потока солнечного излучения с изменением географической широты. Таким образом, актуальной является задача создания такого критерия, который бы объединял в себе все или большинство указанных факторов.

В последние годы наблюдается интерес к некогда широко распространенному методу нанесения покрытий — золь-гель технологии. Эксплуатационные характеристики получаемых с его помощью покрытий превосходят те, что обеспечивают вакуумные методы. Такие покрытия удовлетворяют требованиям, предъявляемым к защитным стеклам солнечных элементов, испытывающим агрессивное воздействие окружающей среды.

Использование золь-гель метода открывает широкие возможности для создания просветляющих покрытий. Несмотря на то, что этому методу уже исполнилось более полувека, потенциал его до конца не раскрыт и разработка покрытий на его основе по-прежнему является актуальной задачей.

Целью данной работы является создание просветляющего покрытия, обеспечивающего максимальную эффективность использования солнечного излучения в различных условиях эксплуатации.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Анализ существующих просветляющих покрытий для защитных стекол солнечных элементов и оценка их эффективности.

2. Способы создания просветляющих покрытий на основе золь-гель технологии и выбор наиболее подходящего для достижения поставленной цели.

3. Выбор конструкции просветляющего покрытия.

4. Разработка методики оценки эффективности просветляющего покрытия.

5. Расчет параметров покрытия для использования в различных географических и климатических условиях.

6. Изготовление экспериментальных образцов покрытий и измерение их свойств.

Методы исследования

Для теоретического анализа использовались основные соотношения солнечной энергетики, элементы теории тонких пленок и полученная на их основе методика оценки эффективности просветляющих покрытий.

В практической части для измерения оптических параметров^ полученных покрытий использовались эллипсометрический и фотометрический методы. При проведении эллипсометрических измерений применялись две модели пленки.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Методика для оценки эффективности просветляющего покрытия для защитных стекол солнечных элементов.

2. Критерий выбора конструкции просветляющего покрытия.

3. Результаты расчета оптимальных параметров покрытий для различных условий эксплуатации солнечного элемента.

4. Способ создания просветляющего покрытия с низким показателем преломления.

5. Сравнение эффективности экспериментально полученных образцов и расчетных данных.

Практическая ценность работы

1. Выбрана оптимальная конструкция просветляющего покрытия для защитных стекол солнечных элементов

2. Для нескольких частных случаев рассчитаны оптические параметры (показатель преломления и оптическая толщина слоя) покрытий и углы наклона солнечных элементов с целью увеличения их коэффициента полезного действия

3. Изготовлены образцы просветляющих покрытий с использованием золь-гель метода из различных пленкообразующих растворов, измерены их оптические и механические свойства.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

-IV Межвузовская конференция молодых ученых, Санкт-Петербург,

2007 г

-XXXVI научная и учебно-методическая конференция профессорско-преподавательского и научного состава, Санкт-Петербург, 2007 г.

- V международная конференции молодых ученых и специалистов «Оптика - 2007», Санкт-Петербург, 2007 г.

-V Межвузовская конференция молодых ученых, Санкт-Петербург,

2008 г.

- VIII международная конференция «Прикладная оптика - 2008», Санкт-Петербург, 2008 г.

- XXXVIII научная и учебно-методическая конференция профессорско-преподавательского и научного состава, Санкт-Петербург, 2009 г.

-VI Межвузовская конференция молодых ученых, Санкт-Петербург,

2009 г.

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 статьях и тезисах докладов, в том числе 1 научная статья в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК для кандидатских диссертаций (редакция апрель 2008 года).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и двух приложений. Работа содержит 97 страниц основного текста, включая 37 рисунков, 6 таблиц, библиографический список из 85 наименований.

Выводы по главе 3

1. С использованием золь-гель технологии получены образцы покрытий из нескольких пленкообразующих растворов и исследованы их свойства.

2. Показано, что образцы покрытий, полученные из растворов на основе щелочного катализа, обладают наименьшим показателем преломления, но низкой механической прочностью.

3. Использование комбинированного пленкообразующего раствора на основе ТЭОС позволяет регулировать показатель преломления получаемого из него покрытия путем изменения соотношения смешиваемых растворов. Покрытие имеет высокую механическую прочность.

4. Измеренные значения эффективности (1,8 и 2,4 %) образцов, полученных из двух пленкообразующих растворов в пределах экспериментальной погрешности полностью соответствуют рассчитанным с помощью предложенной методики — 1,9 и 2,5 %.

Заключение

1. Рассмотрены просветляющие покрытия, используемые в солнечной энергетике в настоящее время, приведена их эффективность на основе литературных данных.

2. Рассмотрены способы получения просветляющих покрытий с низким показателем преломления на основе золь-гель технологии.

3. Выбрана оптимальная конструкция просветляющего покрытия для защитных стекол солнечных элементов.

4. Предложена методика для оценки эффективности покрытий солнечных элементов, работающих в различных условиях.

5. Выполнен расчет оптических параметров покрытий (показателя преломления и толщины слоя), обеспечивающих максимальную эффективность, приведено сравнение с доступными пленкообразующими материалами.

6. На основе нескольких пленкообразующих растворов изготовлены образцы покрытий и измерены их характеристики. Показано, что пленки, полученные из комбинированных растворов, обладают низким показателем преломления и высокой механической прочностью.

7. Рассчитанные в соответствии с предложенной методикой значения эффективности покрытий полностью соответствуют результатам измерений экспериментально изготовленных образцов.

1. Goetzberger A., Hoffmann V. U. Photovoltaic solar energy generation. Berlin: Springer, cop. 2005. XII. 232 c.

2. Helmreich D., Sirtl E., Dietl J. Crystals: Growth, Properties, and

3. Applications. Vol. 5. Berlin: Springer, 1981. P. 57.

4. Гребенщиков И. В., Фаворская Т. А. О химической стойкости стекла //

5. Труды ГОИ. 1931. Т.7. № 72. С. 1-26.

6. Просветление оптики. Уменьшение отражения света поверхностьюстекла / Под ред. акад. И. В. Гребенщикова. M.-JL: ОГИЗ. 1946. 212 с.

7. Суйковская Н. В. Определение химической стойкости стекол оптическим методом // ОМП. 1937. № 8. С. 12-16.

8. Суйковская Н. В. Химические методы получения тонких прозрачных пленок. JI: Химия, 1971. 200 с.

9. Yoldas В. Y., Partlow D. P. Wide spectrum antireflective coating for fused silica and other glasses // Applied Optics. 1984. Vol. 23. №9. P. 1418— 1423.

10. Thomas I. M. Method for the preparation of porous silica antireflection coatings varying in refractive index from 1,22 to 1,44 // Applied Optics — 1992. Vol. 31. №28. P.6145-6149.

11. Bellevile F. P., FloshH.G. Ammonia-hardening of porous silica antireflective coatings // Proc. SPIE. 1994. Vol. 2288. P. 25-32.

12. Wu Guangming et al. Nanoporous silica antireflective coatings for solar heat collectors // High Temperatures High Pressures. 2000. V. 32. P. 687692.

13. Wu Guangming et al. Properties of sol-gel derived scratch-resistant nano-porous silica films by a mixed atmosphere treatment // J. Non-Cryst. Solids. 2001. V. 275. № 3. P. 169-174.

14. Li Song et al. Preparation of antireflective films by the different methods // Proceedings of the Seventeenth International Congress on Glass. 1995. Vol. 4. P. 108-113.

15. БохонскаяИ. Ф., Андрианова И. А., Карапетян Г. А. Просветляющие покрытия, полученные травлением пленок оксидов // Оптический журнал. 1992. № 10. С. 64-67.

16. БохонскаяИ. Ф. и др. Широкополосные просветляющие покрытия на основе химических технологий // Оптический журнал. 1993. №2. С. 58-62.

17. Biswas Р. К., KunduD, Ganguli D. A sol-gel derived antireflective coating on optical glass for near infrared application // Journal of material science. 1989. №8. P. 1436-1437.

18. Biswas P. K. et al. Study of refractive index and physical thickness of porous silica films with ageing in hydrated ammonia and air // Material Letters. 2003. № 57. P. 2320-2325.

19. Biswas P. K. et al. Porous anti-reflective silica coatings with a high spectral coverage by sol-gel spin coating technique // Journal of material science letters. 2003. № 22. P. 181-183.

20. Yoldas Bulent E. Investigations of porous oxides as an antiteflective coating for glass surfaces // Applied Optics. 1980. Vol. 19. № 9. P. 1425-1429.

21. Yoldas Bulent E., Partlow Deborah P. Wide spectrum antireflective coating for fused silica and other glasses // Applied Optics. 1984. Vol. 23. № 9. P.1418-1424.

22. ЕР 1 329 433 Al, Int. CI. C03C 17/00. Sol-gel process for the preparation of porous coatings, using precursor solutions prepared by polymeric reactions / Morales Sabio Angel (ES). Date of publication: 23.07.2003. Bulletin 2003/30.

23. United States Patent 5,744,243, Int. CI. B23B 9/04. Coating composition and articles prepared therewith / Li Huawen et al. Date of Patent 28.04.1998.

24. International Patent WO 01/19533 Al, Int. CI. B05D 1/38. Composition and method for a coating providing anti-reflective and anti-static properties / Park Sung-Soon, Zheng Haixing (US). Publication Date 22.03.2001.

25. United States Patent US 2005/0266208 Al, Int. CI. B23B 1/00. Abrasion-resistant, antistatic, antireflective transparent coating and method for making it / Satyabrata Raychaudhuri et al. (US). Pub. Date 01.12.2005.

26. United States Patent US 2004/0258929 Al, Int. CI. B32B 9/04. Glass comprising a porous anti-reflection surface coating and method for producing one such glass / Glaubitt Walter et al. (DE). Pub. Date 23.12.2004.

27. International Patent WO 00/28603 Al, Int. CI. H01L 31/036. Texturing of glass by Si02 film / Ji Jing Jia, Shi Zhengrong (AU). Pub. Date 18.05.2000.

28. Sam E. D., Budakoglu R., Gunay V. Comparison of the properties of various sol-gel derived anti-reflective (AR) coatings on SLS glasses I I Key Energy Materials. 2004. V. 264-268. P. 391-394.

29. Ashley Carol S., Reed Scott T. Sol-gel AR films for solar applications I I Mat. Res. Symp. Proc. 1986. Vol. 73. P. 671-677.

30. Кос К, Tepehan F. Z., Tepehan G. G. Antireflecting coating from Та2Об and Si02 multilayer films // Journal of Materials Science. 2005. Vol. 40. P. 1363-1366.

31. Mozaffarinia R., Ashrafizadeh F., Golozar M. Si02/Si02-Zn0 optical multilayer coatings fabricated by sol-gel method // Surface Engineering. 2002. Vol. 18. № 4. P. 305-308.

32. Koichi Awazu, Hideo Onuki Photo-induced synthesis of amorphous Si02 film from tetramethoxy-silane on polymethylmethacrylate at room temperature//J. Non-Cryst. Solids. 1997. V. 215. P. 176-181.

33. Helsch G, Radlein E., Frischat G. H. On the origin of the aging process of porous Si02 antireflection coatings I I J. Non-Cryst. Solids. 2000. V. 265. P. 193-197.

34. O'Neill F. et al. Colloidal silica coatings for KrF and Ndiglass laser applications // Applied Optics. 1987. №5. P. 828-832.

35. Rao K. S. et al. A novel method for synthesis of silica nanoparticles // J. Colloid Interface Sci. 2005. № 215. P. 176-181.

36. Junrok Oh, Hiroaki Imai, Hiroshi Hirashima. Direct deposition of silica films using silicon alkoxide solution // J. Non-Cryst. Solids. 1998. V. 241. №2-3. P. 91-97.

37. Mukherjee S. P., Lowdermilkb W. H. Gel-derived single layer antireflection films // J. Non-Cryst. Solids. 1982. V. 48. № 1. P. 177-184.

38. Pulker H. K. Coatings on glass. Amsterdam: Elsevier, 1984. 545 p.

39. ГОСТ P ИСО 14644-1-2002 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1: Классификация чистоты воздуха. М.: Изд-во стандартов, 2003. 16 с.

40. Thomas 1. М. High laser damage threshold porous silica antireflective coating //Applied Optics. 1986. №25. P. 1481-1483.

41. ScrivenL. T. Physics and applications of dip coating and spin coating // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1988. № 121. P. 717-729.

42. Dinguo Chen. Anti-reflection (AR) coatings made by sol-gel processes : a review // Sol. Energy Mat. Sol. Cells. 2001. V. 68. P. 313-336.

43. Washo B. D. Rheology and modeling of the spin coating process // IBM J. Res. Develop. 1977. № 121. P. 190-198.

44. Aegerter М. А., PuetzJ., Gasparro G. and Al-DahoudiN. Versatile wet deposition techniques for functional oxide coatings // Optical Materials. 2004. Vol. 26. № 2. P. 155-162.

45. Yu Han Sun et al. Sol-gel broadband anti-reflective single-layer silica films with high laser damage threshold // Thin Solid Films. 2003. V. 440. P. 180183.

46. Bautista M. S., Morales A. Silica antireflective films on glass produced by sol-gel method // Sol. Energy Mat. Sol. Cells. 2003. V. 80. № 2. P. 217-215.

47. Yao Xu et al. Antireflective silica thin films with super water repellence via a sol gel process I I Applied Optics. 2003. Vol. 42. № 1. P. 108-112.

48. Joosten P. H. et al. Optical thin layers of MgF2 produced by decomposition of organic magnesium-fluoro compounds I I Applied Optics. 1985. Vol. 24. № 16. P. 2674-2678.

49. Thomas I. M. Porous fluoride antireflective coatings // Applied Optics. 1988. Vol. 27. №16. P. 3356-3358.

50. Murata T. et al. Investigations of MgF2 optical thin films prepared from autoclaved sol // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2004. Vol. 32. P. 161-165.

51. Fujihara S.et al. Role of organic additives in the sol-gel synthesis of porous CaF2 anti-reflective coatings // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2002. Vol. 24. P. 147-154.

52. Flosh H. G., Belleville P ,F. A scratch-resistant single-layer antireflective coating by a low temperature sol-gel route I I Journal of Sol-Gel Science and Technology. 1994. V 1. P. 293-304.

53. Ming Zhao et al. Influence of the fabrication technique on the porous size of the polymer nanoporous antireflection coatings I I J. Opt. Soc. Am. B. 2005. Vol. 22. №6. P. 1330-1333.

54. Richards B. S. et al. Novel uses of Ti02 in crystalline silicon solar cells // Proc. 28th IEEE Photovoltaic Specialist Conf. 2000. P. 375-378.

55. Zhao J., Green Martin A. Optimized antireflection coatings for high-efficiency silicon solar cells // IEEE Transactions on electron devices. 1991. Vol. 38. № 8. P. 1925-1934.

56. Thorp D., Campbell P., Wenham S. R. Absorption enhancement in conformally textured thin-film silicon solar cells // Proc. 25th IEEE Photovoltaic Specialist Conf. 1996. P.705-708.

57. Duerinckx F., SzlufcikJ. Defect passivation of industrial multycrystalline silicon solar cells based on PECVD silicon nitride // Sol. Energy Mat. Sol. Cells. 2002. Vol. 72. P. 231-246.

58. San Vicente G., Morales A., Gutierrez M. T. Preparation and characterization of sol-gel Ti02 antireflective coatings for silicon // Thin Solid Films. 2001. V. 391. P. 133-137.

59. Petti R. В., Br inker С. J., Ashley C. S. Sol-gel double-layer antireflection coatings for silicon solar cells // Solar Cells. 1985. № 15. P. 267-278.

60. Morales-Acevedo A., Luna-Arredondo E., Santana G. Double anti-reflection layers for silicon solar cells obtained by spin-on // Proc. 29th IEEE Photovoltaic Specialist Conf. 2002. P. 293-295.

61. Kursawe M., Hofmann T. Antireflective coating on float glass for solar collectors // Glass Processing Days. 2001. P. 771-774.

62. Kursawe M., Hofmann T. High transmission coating on glass for solar application // Proceedings of 3rd ICCG. 2000. P. 681-687.

63. Kursawe M., Hofmann T. Antireflective coating on float glass for solar applications // Glass Processing Days. 2003. P. 382-384.

64. Maatouk Khoukhi et al. Flat-plate solar collector performance with coated and uncoated glass cover // Heat Transfer Engineering. 2006. Vol. 27. P. 46-53.

65. Gombert A. et al. Glazing with very high solar transmittance // Solar Energy. 1998. Vol. 62. № 3. P. 177-188.

66. Gombert A. et al. Antireflective transparent covers for solar devices // Solar Energy. 2000. Vol. 68. № 4. P. 357-360.

67. Ballif С. et al. Solar glass with industrial porous SiC>2 antireflection coating: measurements of photovoltaic module properties improvement and modeling of yearly energy yield gain // Sol. Energy Mat. Sol. Cells. 2004. Vol. 82. P. 331-344.

68. Cathro K, Constable D., Solaga T. Silica low-reflection coatings for collector covers, by a dip-coating process // Solar Energy. 1984. V. 32. № 5. P. 573-579.

69. Nostell P., Roos A., Karlsson B. Antireflection of glazings for solar energy applications // Sol. Energy Mat. Sol. Cells. 1998. Vol. 54. P. 223-233.

70. Nostell P., Roos A., Karlsson B. Optical and mechanical properties of sol-gel antireflective films for solar energy applications // Thin Solid Films. 1998. Vol. 351. P. 170-175.

71. San Vicente G. et al. Long-term durability of sol-gel porous coatings for solar glass covers // Thin Solid Films. 2009. V. 517. № 10. P. 3157-3160.

72. Chinyama G. K, Roos A. and Karlsson B. Stability of antireflection coatings for large area glazing // Solar Energy. 1993. V. 50. № 2. P. 105— 111.

73. Колтун M. M. Оптика и метрология солнечных элементов. М.: Наука. 1985.279 с.

74. ASTM standard G173: Standard tables for reference solar spectral irradiance at air mass 1,5: direct normal and hemispherical for a 37° tilted surface / ASTM Annual Book of Standards. Vol. 14.04. ASTM International, West Conshohocken, PA. 2002

75. Practical handbook of photovoltaics: fundamentals and applications / ed. by: Tom Markvart a. Luis Castaner. Oxford: Elsevier, 2003. 984 p.

76. НемковаА.А. Выбор оптимального просветляющего покрытия для задач солнечной энергетики // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 58. Оптотехника, оптоинформатика, оптические материалы. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. С. 22-25.

77. ASTM standard E 490. Standard Solar Constant and Air Mass Zero Solar Spectral Irradiance Tables. ASTM Annual Book of Standards. Vol. 14.04. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2002.

78. Физика тонких пленок. Т. 5. Современое состояние исследований и технические применения / Под общ. ред. Г. Хасса и Р. Э. Туна. М: Мир. 1972. 344 с.

79. Немкова А. А, Путилин Э. С Измерение показателя преломления неоднородного просветляющего покрытия // Оптический журнал. 2009. № 1.С. 61-63.

80. Крылова Т. Н, Бохонская И. Ф., Карапетян Г. А. Измерение прозрачных пленок на поверхности стекла эллипсометрическим и спектрофотометрическим методами // Оптика и спектроскопия. 1980. Т.49. Вып. 4. С. 802-808.

81. S3. Толмачев В. А. Адсорбционно-эллипсометрический методисследования оптического профиля, толщины и пористости тонких пленок И Оптический журнал. 1999. № 7. С. 20-34.

82. CENEN410. Glass in building. Determination of luminous and solar characteristics of glazing, European Committee for Standardisation, Brussels, Belgium, 1998. 27 p.