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Patent 2715714 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2715714
(54) English Title: TRANSPARENT SUBSTRATE WITH ANTI-REFLECTION COATING
(54) French Title: SUBSTRAT TRANSPARENT COMPORTANT UN REVETEMENT ANTIREFLET
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • G02B 1/115 (2015.01)
  • H02S 40/20 (2014.01)
(72) Inventors :
  • ROCHE, STEPHANIE (France)
  • MAHE, ERWAN (France)
  • LABROUSSE, LAURENT (France)
(73) Owners :
  • SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE (France)
(71) Applicants :
  • SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE (France)
(74) Agent: GOUDREAU GAGE DUBUC
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2009-03-10
(87) Open to Public Inspection: 2009-09-24
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2009/050387
(87) International Publication Number: WO2009/115757
(85) National Entry: 2010-08-13

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
0851510 France 2008-03-10

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a transparent substrate (6), in particular a glass one, that comprises on at least one surface thereof an antireflection coating made of a stack (A) of thin layers having alternatively high and low refraction indices. The stack is characterised in that the first high-index layer (1) and/or the third high-index layer (3) contain a mixed zinc and tin oxide, with a ratio of tin to zinc, in atomic percent, that is higher than 1.


French Abstract




L'invention a pour objet un substrat transparent (6), notamment verrier,
comportant sur au moins une de ses faces
un revêtement antireflet, fait d'un empilement (A) de couches minces,
d'indices de réfraction alternativement forts et faibles.
L'empilement se caractérise en ce que la première couche à haut indice (1)
et/ou la troisième couche à haut indice (3) sont à base
d'oxyde mixte de zinc et d'étain, avec un ratio exprimé en pourcentage
atomique entre l'étain et le zinc supérieur à 1.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.




16

REVENDICATIONS


1. Substrat transparent (6), notamment verrier, comportant sur au
moins une de ses faces un revêtement antireflet, notamment au moins
dans le visible et dans le proche infrarouge, fait d'un empilement (A) de
couches minces en matériau diélectrique d'indices de réfraction
alternativement forts et faibles, l'empilement comportant
successivement :
- une première couche (1), à haut indice, d'indice à réfraction ni à
550 nm compris entre 1,8 et 2,3 et d'une épaisseur géométrique e1
comprise entre 15 et 35 nm,
- une seconde couche (2), à bas indice, d'indice de réfraction n2 à
550 compris entre 1,30 et 1,70 et d'épaisseur géométrique e2 comprise
entre 15 et 35 nm,
- une troisième couche (3), à haut indice, d'indice de réfraction n3 à
550 compris entre 1,8 et 2,3 et d'épaisseur géométrique e3 comprise
entre 130 et 160 nm,
- une quatrième couche (4), à bas indice, d'indice de réfraction n4 à
550 compris entre 1,30 et 1,70 et d'épaisseur géométrique e4 comprise
entre 80 et 110 nm,
- la seconde couche à bas indice (2) et/ou la quatrième couche à
bas indice (4) étant à base d'oxyde de silicium, d'oxynitrure et/ou
oxycarbure de silicium ou d'un oxyde mixte de silicium et d'aluminium
caractérisé en ce que :
la première couche à haut indice (1) et/ou la troisième couche à haut
indice (3) sont à base d'oxyde mixte de zinc et d'étain, avec un ratio
exprimé en pourcentage atomique entre l'étain et le zinc supérieur à 1.
2. Substrat (6) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que ledit substrat est en verre, clair ou extra-clair, et
de préférence trempé.
3. Substrat (6) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en
ce que l'empilement (A) comprend la séquence de couches suivantes :
SnZnO x ou Si3N4 / SiO2 / SnZnO x ou Si3N4 / SiO2



17

avec Sn/Zn > 1 exprimé en pourcentage atomique.
4. Substrat (6) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en
ce que la première couche à haut indice et/ ou la troisième couche à
haut indice est (sont) constituée(s) d'un bicouche du type Si3N4/SnZnO x
ou SnZnO x / Si3N4.
5. Substrat (6) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en
ce que l'empilement (A) comprend la séquence de couches suivantes :
SnZnO x/ SiO2/ Si3N4 / SnZnO x/ SiO2
avec Sn/Zn > 1 exprimé en pourcentage atomique.
6. Substrat (6) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en
ce que l'empilement (A) comprend la séquence de couches suivantes :
SnZnO x/ SiO2/ SnZnO x / Si3N4/ SiO2
avec Sn/Zn > 1 exprimé en pourcentage atomique
7. Substrat (6) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il a une transmission intégrée sur une gamme de
longueurs d'onde comprise entre 300 et 1200 nm d'au moins 90%.
8. Utilisation du substrat (6) selon l'une des revendications
précédentes, en tant que substrat extérieur transparent de modules
solaires (10) comprenant une pluralité de cellules solaires (9) du type à
agent abosrbant à base de Si ou de CdTe ou de chalcopyrite.
9. Module solaire (10) comprenant une pluralité de cellules solaires
(9) du type Si, CIS, CdTe, a-Si, GaAs ou GalnP, caractérisé en ce qu'il
a, en tant que substrat extérieur, le substrat (6) selon l'une des
revendications 1 à 7.
10. Module solaire (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce
qu'il a une augmentation de son rendement, exprimée en densité de
courant intégrée, d'au moins 1, 1.5 ou 2% par rapport à un module
utilisant un substrat extérieur dépourvu de l'empilement antireflet (A).
11. Module solaire (10) selon l'une des revendications 9 ou 10
caractérisé en ce qu'il comporte deux substrats en verre (6, 8), les
cellules solaires (9) étant disposées dans l'entre-verre dans lequel on a
coulé un polymère durcissable (7).



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12. Procédé d'obtention du substrat (6) selon l'une des revendications
1 à 7 caractérisé en ce qu'on dépose l'empilement (A) antireflet par
pulvérisation cathodique.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



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SUBSTRAT TRANSPARENT COMPORTANT UN REVETEMENT
ANTIREFLET

L'invention concerne un substrat transparent, notamment en
verre, et muni sur au moins une de ses faces d'un revêtement antireflet.
Les revêtements antireflets sont usuellement constitués, pour les
plus simples, d'une couche mince interférentielle dont l'indice de
réfraction est entre celui du substrat et celui de l'air, ou, pour les plus
complexes, d'un empilement de couches minces (en général une
alternance de couches à base de matériaux diélectriques à forts et
faibles indices de réfraction).
Dans leurs applications les plus conventionnelles, on les utilise
pour diminuer la réflexion lumineuse des substrats, pour en augmenter
la transmission lumineuse. Il s'agit par exemple de vitrages destinés à
protéger des tableaux, à faire des comptoirs ou des vitrines de
magasins. Leur optimisation se fait donc en prenant en compte
uniquement les longueurs d'onde dans le domaine du visible.
Cependant, il s'est avéré que l'on pouvait avoir besoin
d'augmenter la transmission de substrats transparents, et cela pas
uniquement dans le domaine du visible, pour des applications
particulières.
Il est connu que des éléments capables de collecter de la lumière
du type cellules solaires photovoltaïques comportent un agent
absorbant assurant la conversion de la lumière en énergie électrique.
Des composés ternaires chalcopyrites qui peuvent jouer le rôle
d'absorbeur contiennent généralement du cuivre, de l'indium et du
sélénium. Il s'agit là de ce que l'on appelle des couches d'agent
absorbant CISe2. On peut aussi ajouter à la couche d'agent absorbant
du gallium (ex: Cu(In,Ga)Se2 ou CuGaSe2), de l'aluminium (ex:


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Cu(In,AI)Se2), ou du soufre (ex: Culn(Se,S). On les désigne en général et
ci-après par le terme de couches d'agent absorbant à chalcopyrite.
Une autre famille d'agent absorbant, en couche mince, est soit à
base de silicium, ce dernier pouvant être amorphe ou microcristallin,
soit à base de tellure de cadmium (CdTe). Il existe également une autre
famille d'agent absorbant à base de wafers de silicium polycristallin,
déposé en couche épaisse, avec une épaisseur comprise entre 50 gin à
250 gm, au contraire de la filière silicium amorphe ou microcristallin,
qui est déposé en couche mince.
Pour ces agents absorbants de diverses technologies, on sait que
leur rendement photovoltaïque (de conversion énergétique) est réduit de
manière notable si la transmission lumineuse sur l'ensemble du spectre
n'est pas maximalisée.
Il est donc apparu avantageux, pour augmenter leur rendement,
d'optimiser la transmission de l'énergie solaire à travers ce verre dans
les longueurs d'onde qui importent pour les cellules solaires.
Une première solution a consisté à utiliser des verres extra-clairs,
à très faible teneur en oxyde(s) de fer. Il s'agit par exemple des verres
commercialisés dans la gamme DIAMANT par Saint-Gobain Glass ou
des verres commercialisés dans la gamme ALBARINO par Saint-
Gobain Glass
Une autre solution a consisté à munir le verre, côté extérieur,
d'un revêtement antireflet constitué d'une mono-couche d'oxyde de
silicium poreux, la porosité du matériau permettant d'en abaisser
l'indice de réfraction. Cependant, ce revêtement à une couche n'est pas
très performant. Il présente en outre une durabilité, notamment vis-à-
vis de l'humidité, insuffisante.
Une autre solution a consisté à munir le verre, côté extérieur,
d'un revêtement antireflet de couches minces en matériaux
diélectriques d'indices de réfraction alternativement forts et faibles,
comme ceux décrits dans les demandes WO01/94989 et W004/05210.
Néanmoins, il est apparu que les revêtements antireflets de ce
type dont les couches à haut indice de réfraction sont à base d'oxyde


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mixte d'étain et zinc et dont les couches à bas indice de réfraction sont
à base de dioxyde de silicium présentent le désavantage majeur de se
décoller du substrat lorsqu'ils sont trempés sous certaines conditions et
exposés à certaines conditions climatiques (en particulier forte humidité
relative).
Ce phénomène fâcheux a été plus particulièrement observé pour
des empilements dont toutes les couches à haut indice étaient à base de
Zn75Sn25O (exprimé en pourcentage massique) Zno.85Sno.,50 (exprimé en
pourcentage atomique), ou de Zn5oSn5oO (exprimé en pourcentage
massique) ou de Zno.65Sno.350 (exprimé en pourcentage atomique).
On s'est aperçu également qu'un oxyde de ZniooSnoO (exprimé en
pourcentage massique) ne possédait aucune résistance hydrolytique et
que par contre ZnoSniooO (exprimé en pourcentage massique) possédait
cette propriété.
De ce constat et en prenant aussi en compte, que sous l'effet d'un
traitement thermique, un oxyde mixte de SnZnO (noté SnZnO,,) restait
amorphe tandis que pris séparément Sn02 et ZnO, sous ce même
traitement thermique, avait tendance à cristalliser, les inventeurs ont
découvert de manière surprenante et inattendue qu'une composition
particulière d'oxyde mixte, en tant que matériau à haut indice réfraction
des couches d'un empilement antireflet (les couches à bas indice de
réfraction étant du Si02) permettait d'obtenir un empilement très
robuste après traitement thermique, offrant en plus l'avantage d'être
très peu absorbant dans la gamme de longueurs d'onde comprise entre
l'ultraviolet et le bleu, gamme dans laquelle les cellules solaires à base
de silicium ont une partie de leur pic d'efficacité de conversion
énergétique.
L'invention a alors pour but la mise au point d'un nouveau
revêtement antireflet qui soit robuste mécaniquement, quelles que
soient les conditions du traitement thermique, et qui soit capable
d'augmenter davantage la transmission (de diminuer davantage la
réflexion) à travers le substrat transparent qui le porte, et ceci dans une
large bande de longueurs d'onde, notamment à la fois dans le visible,


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dans l'infrarouge, voire dans l'ultra-violet.
Subsidiairement, l'invention a pour but la mise au point d'un
nouveau revêtement antireflet adapté pour des cellules solaires.
Subsidiairement, l'invention a pour but la mise au point de tels
revêtements qui soient en outre aptes à subir des traitements
thermiques, ceci notamment dans le cas où le substrat porteur est en
verre qui, dans son application finale, doit être recuit ou trempé.
Subsidiairement, l'invention a pour but la mise au point de tels
revêtements qui soient suffisamment durables pour une utilisation en
extérieur.
L'invention a donc tout d'abord pour objet un substrat
transparent, notamment verrier, comportant sur au moins une de ses
faces un revêtement antireflet, notamment au moins dans le visible et
dans le proche infrarouge, fait d'un empilement de couches minces en
matériaux diélectriques d'indices de réfraction alternativement forts et
faibles, l'empilement comportant successivement :
-une première couche, à haut indice, d'indice de réfraction ni à 550 nm
compris entre 1,8 et 2,3 et d'une épaisseur géométrique et comprise
entre 15 et 35 nm,
- une seconde couche, à bas indice, d'indice de réfraction n2 à 550 nm
compris entre 1,30 et 1,70 et d'épaisseur géométrique e2 comprise entre
15 et 35 nm,
-une troisième couche, à haut indice, d'indice de réfraction n3 à 550 nm
compris entre 1,8 et 2,3 et d'épaisseur géométrique e3 comprise entre
130 et 160 nm,
- une quatrième couche, à bas indice, d'indice de réfraction n4 à 550 nm
compris entre 1,30 et 1,70 et d'épaisseur géométrique e4 comprise entre
80 et 110 nm,
la seconde couche à bas indice et/ ou la quatrième couche à bas indice
étant à base d'oxyde de silicium, d'oxynitrure et/ou oxycarbure de
silicium ou d'un oxyde mixte de silicium et d'aluminium
et dans lequel


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la première couche à haut indice et/ou la troisième couche à haut
indice (3) est (sont) à base d'oxyde mixte de zinc et d'étain, avec un ratio
exprimé en pourcentage atomique entre l'étain et le zinc supérieur à 1
ou à base de nitrure de silicium.
5 Au sens de l'invention, on comprend par "couche" soit une couche
unique, soit une superposition de couches où chacune d'elles respecte
l'indice de réfraction indiqué et où la somme de leurs épaisseurs
géométriques reste également la valeur indiquée pour la couche en
question.
Au sens de l'invention, les couches sont en matériau diélectrique,
notamment du type oxyde ou nitrure comme cela sera détaillé
ultérieurement. On n'exclut cependant pas qu'au moins l'une d'entre
elles soit modifiée de façon à être au moins un peu conductrice, par
exemple en dopant un oxyde métallique, ceci par exemple pour conférer
éventuellement à l'empilement antireflet également une fonction anti-
statique.
L'invention s'intéresse préférentiellement aux substrats verriers,
mais peut s'appliquer aussi aux substrats transparents à base de
polymère, par exemple en polycarbonate.
L'invention porte donc sur un empilement antireflet de type à
quatre couches. C'est un bon compromis, car le nombre de couches est
suffisamment important pour que leur interaction interférentielle
permettre d'atteindre un effet antireflet important. Cependant, ce
nombre reste suffisamment raisonnable pour qu'on puisse fabriquer le
produit à grande échelle, sur ligne industrielle, sur des substrats de
grande taille, par exemple en utilisant une technique de dépôt sous vide
du type pulvérisation cathodique (assistée par champ magnétique).
Les critères de choix de composition dans le matériau formant les
couches à haut indice de réfraction retenus dans l'invention permettent
d'obtenir un effet antireflet, robuste, à large bande, avec une
augmentation sensible de la transmission du substrat-porteur, non
seulement dans le domaine du visible, mais au-delà aussi, depuis
l'ultraviolet, jusqu'au proche infrarouge. Il s'agit d'un antireflet


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performant sur une gamme de longueurs d'onde s'étendant au moins
entre 300 et 1200 nm.
Les matériaux les plus appropriés pour constituer la première
et/ou la troisième couche, celles à haut indice, sont à base d'oxyde(s)
métallique(s) choisi(s) parmi l'oxyde de zinc ZnO, l'oxyde d'étain Sn02. Il
peut notamment s'agir d'un oxyde mixte de Zn et de Sn, du type
stannate de zinc, et selon un ratio Sn/Zn (exprimé en pourcentage
atomique) supérieur à 1 Ils peuvent aussi être à base de nitrure(s) de
silicium Si3N4. Utiliser une couche en nitrure pour l'une ou l'autre
des couches à haut indice, notamment la troisième au moins, permet
d'ajouter une fonctionnalité à l'empilement, à savoir une capacité à
mieux supporter les traitements thermiques sans altération notable de
ses propriétés optiques pour des épaisseurs inférieures à 100 nm. Or,
c'est une fonctionnalité qui est importante pour les verres qui doivent
faire partie des cellules solaires, car ces verres doivent généralement
subir un traitement thermique à haute température, du type trempe, où
les verres doivent être chauffés entre 500 et 700 C. Il devient alors
avantageux de pouvoir déposer les couches minces avant le traitement
thermique sans que cela pose de problème, car il est plus simple sur le
plan industriel de faire les dépôts avant tout traitement thermique. On
peut ainsi avoir une seule configuration d'empilement antireflet, que le
verre porteur soit ou non destiné à subir un traitement thermique.
Selon un autre mode de réalisation, la première et/ou la troisième
couche, celles à haut indice, peuvent en fait être constituées de
plusieurs couches à haut indice superposées. Il peut tout
particulièrement s'agir d'un bicouche du type SnZnO/Si3N4 ou
Si3N4/ SnZnO. Ainsi, selon l'invention, la première couche à haut indice
et/ou la troisième couche à haut indice peuvent être constituées
exclusivement d'un oxyde mixte de zinc et d'étain ou d'un bicouche du
type précédemment cité, avec un ratio exprimé en pourcentage
atomique entre l'étain et le zinc supérieur à 1.


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L'avantage en est le suivant : le Si3N4 est sensiblement moins absorbant
que l'oxyde mixte d'étain et de zinc, ce qui permet, à épaisseur totale
identique, d'allier à la fois les avantages de robustesse de l'empilement
et de propriétés optiques. Pour la troisième couche notamment, qui est
la plus épaisse et la plus importante pour protéger l'empilement des
détériorations éventuelles résultant d'un traitement thermique, il peut
être intéressant de dédoubler la couche de façon à mettre juste
l'épaisseur suffisante de Si3N4 pour obtenir l'effet de protection vis-à-vis
des traitements thermiques voulus, et à "compléter" optiquement la
couche par un oxyde mixte de zinc et d'étain du type stannate de zinc.
Les matériaux les plus appropriés pour constituer la seconde
et/ou la quatrième couche, celles à bas indice, sont à base d'oxyde de
silicium, d'oxynitrure et/ou d'oxycarbure de silicium ou encore à base
d'un oxyde mixte de silicium et d'aluminium. Un tel oxyde mixte tend à
avoir une meilleure durabilité, notamment chimique, que du Si02 pur
(Un exemple en est donné dans le brevet EP- 791 562). On peut ajuster
la proportion respective des deux oxydes pour obtenir l'amélioration de
durabilité escomptée sans trop augmenter l'indice de réfraction de la
couche.
Le verre choisi pour le substrat revêtu de l'empilement selon
l'invention ou pour les autres substrats qui lui sont associés pour
former un vitrage, peut être particulier, par exemple extra-clair du type
"Diamant" ( pauvre en oxydes de fer notamment), ou par exemple un
verre laminé extra-clair du type Albarino ou être un verre clair silico-
sodo-calcique standard du type "Planilux" (trois types de verres
commercialisés par Saint-Gobain Vitrage).
Des exemples particulièrement intéressants des revêtements
selon l'invention comprennent les séquences de couches suivantes
pour un empilement à quatre couches :
- SnZnO,,/ SiO2/SnZnO,,/SiO2, avec Sn/Zn >1 exprimé en
pourcentage atomique,

- SnZnO,,/ Si02/Si3N4 + SnZnO,,/SiO2 avec Sn/Zn >1 exprimé en
pourcentage atomique,


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SnZnO,,/ SiO2/SnZnO,, + Si3N4/SiO2 avec Sn/Zn >1 exprimé en
pourcentage atomique.

Les substrats de type verre, notamment extra-clair, ayant ce type
d'empilement peuvent ainsi atteindre des valeurs de transmission
intégrées entre 300 et 1200 nm d'au moins 90 %, notamment pour des
épaisseurs comprises entre 2 mm et 8 mm.
L'invention a aussi pour objet les substrats revêtus selon
l'invention en tant que substrats extérieurs pour des cellules solaires du
type à agent absorbant à base de Si ou de CdTe ou d'agent
chalcopyrite (CIS notamment).
On commercialise généralement ce type de produit sous forme de
cellules solaires montées en série et disposées entre deux substrats
rigides transparents du type verre. Les cellules sont maintenues entre
les substrats par un matériau polymère (ou plusieurs). Selon un mode
de réalisation préféré de l'invention qui est décrit dans le brevet EP
0739 042, les cellules solaires peuvent être placées entre les deux
substrats, puis l'espace creux entre les substrats est rempli avec un
polymère coulé apte à durcir, tout particulièrement à base de
polyuréthane issu de la réaction d'un prépolymère d'isocyanate
aliphatique et d'un polyétherpolyol. Le durcissement du polymère peut
se faire à chaud (30 à 50 C) et éventuellement en légère surpression,
par exemple dans un autoclave. D'autres polymères peuvent être
utilisés, comme de l'éthylène vinylacétate EVA, et d'autres montages
sont possibles (par exemple, un feuilletage entre les deux verres des
cellules à l'aide d'une ou de plusieurs feuilles de polymère
thermoplastique).
C'est l'ensemble des substrats, du polymère et des cellules
solaires que l'on désigne et que l'on vend sous le nom de module
solaire.
L'invention a donc aussi pour objet lesdits modules. Avec le
substrat modifié selon l'invention, les modules solaires peuvent
augmenter leur rendement de quelques pourcents au moins 1, 1.5 ou


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2%, voire plus (exprimé en densité de courant intégré) par rapport à des
modules utilisant le même substrat mais dépourvus du revêtement.
Quand on sait que les modules solaires ne sont pas vendus au mètre
carré, mais à la puissance électrique délivrée (approximativement, on
peut estimer qu'un mètre carré de cellule solaire peut fournir environ
130 Watt), chaque pourcent de rendement supplémentaire accroît la
performance électrique, et donc le prix, d'un module solaire de
dimensions données.
L'invention a également pour objet le procédé de fabrication des
substrats verriers à revêtement antireflet (A) selon l'invention. Un
procédé consiste à déposer l'ensemble des couches, successivement, par
une technique sous vide, notamment par pulvérisation cathodique
assistée par champ magnétique ou par décharge couronne. Ainsi, on
peut déposer les couches d'oxyde par pulvérisation réactive du métal en
question en présence d'oxygène et les couches en nitrure en présence
d'azote. Pour faire du Si02 ou du Si3N4, on peut partir d'une cible en
silicium que l'on dope légèrement avec un métal comme l'aluminium
pour la rendre suffisamment conductrice. Pour les couches à base
d'oxyde mixte de zinc et étain, en présence d'oxygène, on pourra utiliser
un procédé de co-pulvérisation de cibles respectivement en zinc et en
étain , ou un procédé de pulvérisation d' une cible à base du mélange
désiré d'étain et de zinc, toujours en présence d'oxygène.
Il est également possible, comme le préconise le brevet
W097/43224, qu'une partie des couches de l'empilement soit déposée
par une technique de dépôt à chaud du type CVD, le reste de
l'empilement étant déposé à froid par pulvérisation cathodique.
Les détails et caractéristiques avantageuses de l'invention vont
maintenant ressortir des exemples suivants non limitatifs, à l'aide des
figures :
- figure 1 : un substrat muni d'un empilement antireflet A à
quatre couches selon l'invention,
- figure 2 : un module solaire intégrant le substrat selon la figure.
1.


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La figure 1, très schématique, représente en coupe un verre 6
surmonté d'un empilement antireflet (A) à quatre couches 1, 2, 3, 4.
5 EXEMPLE 1

Dans cet exemple, l'empilement antireflet utilisé est le suivant :
Indice de
réfraction Exemple 1 (nm)
Si3N4 (1) 1,95-2,05 19
Si02 (2) 1,47 29
Si3N4 (3) 1,95-2,05 150
Si02 (4) 1,47 100
Cet exemple 1 constitue un premier exemple de l'art antérieur.
EXEMPLE 2
Dans cet exemple, l'empilement antireflet utilisé est le
suivant
Indice de
réfraction Exemple 2 (nm)
Snl6Zn84O X (1) 1,95-2,05 19
Si02 (2) 1,47 29
Snl6Zn84O X (3) 1,95-2,05 150
Si02 (4) 1,47 100

Cet exemple 2 constitue un second exemple de l'art antérieur avec un
rapport Sn/Zn (exprimé en pourcentage atomique) égal à 0,18.


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EXEMPLE 3

Dans cet exemple, l'empilement antireflet utilisé est le suivant :
Indice de
réfraction Exemple 3 (nm)
Sn36Zn64O X (1) 1,95-2,05 19
Si02 (2) 1,47 29
Si3N4 (3) 1,95-2,05 150
Si02 (4) 1,47 100
Cet exemple 3 constitue un troisième exemple de l'art antérieur avec un
rapport Sn/Zn (exprimé en pourcentage atomique) égal à 0,55
L'empilement antireflet à 4 couches de ces exemples est déposé
sur un substrat 6 en verre extra-clair de 4 mm d'épaisseur, de la
gamme DIAMANT précité.

Les exemples 4, 5, 6 sont des exemples selon l'invention.
EXEMPLE 4

Dans cet exemple, l'empilement antireflet utilisé est le suivant :
Indice de
réfraction Exemple 4 (nm)
Sn62Zn38O X (1) 1,95-2,05 19
Si02 (2) 1,47 29
Sn62Zn38O X (3) 1,95-2,05 150
Si02 (4) 1,47 100

Cet exemple 4 constitue un exemple selon l'invention avec un rapport
Sn/Zn (exprimé en pourcentage atomique) égal à 1,65


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EXEMPLE 5

Dans cet exemple, l'empilement antireflet utilisé est le suivant :
Indice de
réfraction Exemple 5 (nm)
Sn62Zn38OX (1) 1,95-2,05 19
Si02 (2) 1,47 29
Si3N4 (3) 1,95-2,05 150
+Sn62Zn380X
Si02 (4) 1,47 100

Cet exemple 5 constitue un autre exemple selon l'invention avec un
rapport Sn/Zn (exprimé en pourcentage atomique) égal à 1,65. La
troisième couche est un bi couche comprenant une couche en nitrure
de silicium revêtue d'une couche oxyde mixte de zinc et d'étain selon le
rapport Sn/Zn exprimé précédemment.

EXEMPLE 6

Dans cet exemple, l'empilement antireflet utilisé est le suivant :
Indice de
réfraction Exemple 6 (nm)
Sn62Zn38OX (1) 1,95-2,05 19
Si02 (2) 1,47 29
Sn62Zn38OX (3) 1,95-2,05 150

+ Si3N4

Si02 (4) 1,47 100
Cet exemple 6 constitue encore un autre exemple selon l'invention avec
un rapport Sn/Zn (exprimé en pourcentage atomique) égal à 1,65. La
troisième couche est un bi couche comprenant une couche d' oxyde


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mixte de zinc et d'étain selon le rapport Sn/Zn exprimé précédemment
revêtue d'une couche en nitrure de silicium revêtue.

Pour les exemples 5 et 6, la couche (3) comporte 100 nm de SnZnO et
50 nm de Si3N4.

On donne ci-après un tableau récapitulatif donnant pour les 6 exemples
les résultats au test HH, après traitement thermique (trempe par
exemple),

Numéro de l'exemple Test HH (norme photovoltaïque)
1 N OK
2 N OK
3 N OK
4 OK
5 OK
6 OK
Nous donnons ci-après la description du test HH.

Ce test est un test de résistance à la chaleur humide. Il permet de
déterminer si l'échantillon est apte à supporter les effets de la
pénétration de l'humidité à long terme.

Les sévérités suivantes sont appliquées :
- température de l'essai : 85 C 2'C;
- humidité relative : 85% 5%
- durée de l'essai : 1000h.
Conditions de validité du test :


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Aucune apparition de défauts visuels majeurs ne doit être détectée
après le test. L'échantillon est alors déclaré conforme (OK).
Un autre test de validation des exemples consiste à soumettre le verre à
couche, à température constante, à une atmosphère humide saline
neutre (Norme EN 1086). La solution saline neutre est obtenue en
dissolvant du NaCI dans de l'eau déminéralisée présentant une
conductivité inférieure à 30 S, afin d'obtenir une concentration de 50
g/l ( 5) à 25 C ( 2). La durée du test est de 21 jours. Tout comme
précédemment, aucune apparition de défauts visuels majeurs ne doit
être détectée après test.

Les verres revêtus d'un revêtement antireflet selon les exemples 4,
5, 6 sont montés en tant que verres extérieurs de modules solaires. La
figure 2 représente de façon très schématique un module solaire 10
selon l'invention. Le module 10 est constitué de la façon suivante : le
verre 6 muni du revêtement antireflet (A) est associé à un verre 8 dit
verre intérieur . Ce verre 8 est en verre trempé, de 4 mm d'épaisseur,
et de type clair extra-clair ( Planidur DIAMANT ). Les cellules solaires
9 sont placées entre les deux verres, puis on vient couler dans l'entre-
verre un polymère durcissable à base de polyuréthane 7 conformément
à l'enseignement du brevet EP 0 739 042 pré-cité.
Chaque cellule solaire 9 est constituée, de façon connue, à partir
de wafers de silicium formant une jonction p/n et des contacts
électriques avant et arrière imprimés. Les cellules solaires de silicium
peuvent être remplacées par des cellules solaires utilisant d'autres
semi-conducteurs (comme à base d'agent chalcopyrite du type par
exemple à base de CIS, CdTe, a-Si, GaAs, GalnP).
Le présent substrat constitue une amélioration des inventions
décrites dans les demandes de brevet international W00003209 et
W00194989 qui concernent des revêtements anti-reflets adaptés pour
une optimisation de l'effet anti-reflet à incidence non perpendiculaire
dans le visible (notamment visant des applications pour les pare-brise
de véhicules). Les caractéristiques (nature des couches, indice,


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épaisseur) sont en effet proches de celles précédemment décrites.
Avantageusement, les revêtements selon la présente invention
présentent cependant des couches dont les épaisseurs sont plus
restreintes et en particulier sélectionnées pour une application
5 avantageuse dans le domaine des modules solaires. Notamment, une
troisième couche plus épaisse (généralement d'au moins 120 nm et non
d'au plus 120 nm) et dont la composition, notamment un rapport
Sn/Zn de l'oxyde mixte de zinc et d'étain, exprimé en pourcentage
atomique, supérieur à 1, permet d'obtenir des empilements plus
10 robustes. Ainsi, par cette sélection particulière, il devient possible
d'obtenir des couches qui ne délaminent pas dans le temps, même
après avoir subi une trempe.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Title Date
Forecasted Issue Date Unavailable
(86) PCT Filing Date 2009-03-10
(87) PCT Publication Date 2009-09-24
(85) National Entry 2010-08-13
Dead Application 2015-03-10

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2014-03-10 FAILURE TO REQUEST EXAMINATION
2014-03-10 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $400.00 2010-08-13
Registration of a document - section 124 $100.00 2010-10-06
Registration of a document - section 124 $100.00 2010-10-06
Registration of a document - section 124 $100.00 2010-10-06
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2011-03-10 $100.00 2011-02-16
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2012-03-12 $100.00 2012-02-29
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2013-03-11 $100.00 2013-02-26
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Abstract 2010-08-13 1 80
Claims 2010-08-13 3 99
Drawings 2010-08-13 1 76
Description 2010-08-13 15 613
Representative Drawing 2010-08-13 1 22
Cover Page 2010-11-22 1 53
PCT 2010-08-13 12 463
Assignment 2010-08-13 4 97
Correspondence 2010-10-06 2 67
Assignment 2010-10-06 4 167
Correspondence 2010-12-03 2 63