BR112013004696B1

BR112013004696B1 - vidro de alta transmitância

Info

Publication number: BR112013004696B1
Application number: BR112013004696-1A
Authority: BR
Inventors: Larry J. Shelestak
Original assignee: Vitro Flat Glass Llc
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2020-10-27
Also published as: US20120058880A1; RU2013114782A; BR122020004049B1; PL2611748T3; CN103080030B; EP2611748B1; CN103080030A; RU2634872C1; IL224970A; WO2012031088A1; EP2611748A1; ES2657231T3; US8664132B2; AR083735A1; MX2013002357A; BR112013004696A2; TWI477472B; TW201213266A; ZA201301182B

Abstract

VIDRO DE ALTA TRANSMITÂNCIA. Um vidro de alta transmitância inclui: SiO2 na faixa de 65 a 75 por cento em peso; Na2O na faixa de 10 a 20 por cento em peso; CaO na faixa de 5 a 15 por cento em peso; MgO na faixa de 0 a 5 por cento em peso; Al2O3 na faixa de 0 a 5 por cento em peso; K2O na faixa de 0 a 5 por cento em peso; MnO2 na faixa de 0,035 a 0,6 por cento em peso; FeO na faixa de 0,0010 a 0,0030 por cento em peso; e Fe2O3 (ferro total) na faixa de 0,001 a 0,03 por cento em peso. O vidro apresenta uma razão redox na faixa de 0,1 a 0,4.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS CORRELATOS

Esse pedido reivindica prioridade em relação ao Pedido Provisório US número 61/379.772, depositado em 3 de setembro de 2010, o mesmo sendo incorporado como referência ao presente documento em sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

Essa invenção se refere, de modo geral, ao vidro com alta transmitância infravermelha e alta transmitância de luz visivel e, mais especificamente, a um vidro flotado de alta transmitância apresentando baixo teor de ferro e baixo teor de manganês.

2. Considerações Técnicas

Células solares (células fotovoltaicas) e espelhos solares são empregados no campo da geração de eletricidade. As células solares convertem a energia solar em energia elétrica. As células solares apresentam, tipicamente, uma placa de revestimento de alta transmitância, tal como uma placa de revestimento de vidro, através da qual a energia solar passa para alcançar o interior da célula solar. Espelhos solares são usados para refletir a energia solar. Espelhos solares apresentam normalmente um substrato de vidro de proteção. A energia solar passa através do substrato de um revestimento refletor, o qual reflete a energia solar de volta através do substrato de vidro para dirigir a energia solar para a área designada.

O vidro utilizado para células solares e espelhos solares tem de preferência uma transmissão alta no espectro eletromagnético superior a 380 nanômetros ("nm"), por exemplo, acima de 90% da transmissão na faixa visivel e de infravermelho ("IV"). Esses artigos também apresentam, de preferência, uma baixa absorção, por exemplo, inferior a 2%, nas faixas visiveis e de IV. A faixa especifica visivel e infravermelho do espectro eletromagnético, bem como a transmissão de pico, variam de acordo com o material semicondutor da célula fotovoltaica. Por exemplo, e não limitando a discussão, a uma célula solar fotovoltaica de silicio, a faixa de comprimento de onda visivel e de IV preferida está na faixa de 380-1.200 nm, e a transmissão de pico é de cerca de 900 nm a 950 nm.

Em geral, na fabricação do vidro flotado, materiais de batelada de vidro são fundidos. O vidro fundido é transformado em particulas finas e o vidro homogeneizado e transformado em particulas finas é formado em uma fita de vidro plana por diminuição controlada da temperatura do vidro fundido conforme o mesmo flutua sobre um banho de metal fundido. Materiais de batelada tipicos incluem areia, carbonato de sódio, calcário, dolomita e bolo de sal. Embora o carbonato de sódio e o bolo de sal apresentem naturalmente teor de ferro muito baixo, o restante do material, em especial a areia, pode possuir concentrações significativas de ferro, a menos que sejam quimicamente tratados para remover o ferro.

Um problema com o ferro contido no vidro é que, como uma regra geral, quanto maior o teor de ferro (especificamente FeO), menor será a transmitância da luz no vidro. Para aplicações que requerem a alta transmissão de luz, é empregada areia especial apresentando teor de ferro naturalmente baixo ou areia que foi quimicamente tratada para remover o ferro. No entanto, isso aumenta o custo do vidro resultante. Vidro com um baixo teor de ferro total expresso como Fe2Os, por exemplo, menos de cerca de 0,025% por peso (doravante também referido como "% em peso") é referido convencionalmente como vidro com baixo teor de ferro. O ferro não é adicionado ao material de batelada intencionalmente, mas está presente como uma impureza dos ingredientes do material de batelada.

Ainda que o teor de ferro seja baixo em vidros com baixo teor de ferro, para células solares, é desejável reduzir a porcentagem em peso de ferro ferroso (Fe+2) no vidro tanto quanto possivel, para maximizar a transmissão, e minimizar a absorção do vidro na faixa visivel e de infravermelho do espectro eletromagnética. Ferro no estado férrico (Fe+3) é um corante menos potente que o ferro no estado ferroso e desloca o espectro de transmitância do vidro para o amarelo e para longe do efeito verde-azulado usual do ferro ferroso no vidro. Dito de outra maneira, o aumento de ferro no estado férrico, enquanto diminui o ferro no estado ferroso, aumenta a transmissão, e diminui a absorção do vidro na faixa visivel e de IV.

Uma técnica para reduzir a porcentagem em peso de ferro ferroso no vidro é a inclusão de um agente de oxidação no material de batelada do vidro. No passado, os agentes oxidantes, tais como NaNOs, Ceθ2, Sb2θs, e AS2O3, foram adicionados à composição de vidro para reduzir a quantidade de FeO. No entanto, estes agentes oxidantes anteriores propriamente apresentam desvantagens que incluem processamento, as preocupações ambientais e de segurança. Por exemplo, NaNOs apresenta o problema das emissões de NOx e AS2O3 é venenoso. Sb20s e AS2O3 são incompatíveis com o processo de vidro flotado devido às reações do banho de estanho que provocam manchas de cor cinza no vidro. Foi verificado que o vidro tendo CeÜ2 "solariza" quando exposto à luz solar durante longos periodos. Os termos "solariza" ou "solarização" significam que a exposição do vidro com baixo teor de ferro apresentando óxido de cério à luz solar faz com que o vidro mude de uma cor amarelada para uma cor azulada devido à foto oxidação de Ce+3 em Ce+4 e a foto redução de Fe+3 em Fe+2. Fe+2 azul absorve mais luz que o Fe+3 amarelo, que diminui a transmitância do vidro e reduz a potência elétrica da célula solar.

Tal como pode agora ser apreciado, seria vantajoso proporcionar um vidro com baixo teor de ferro compatível com o sistema do vidro flotado que tem baixos niveis de ferro no estado ferroso (Fe+2) e não têm o problema de solarização associado ao vidro anterior.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um vidro de alta transmitância compreende: SÍO2 na faixa de 65 a 75 por cento em peso; Na2O na faixa de 10 a 20 por cento em peso; CaO na faixa de 5 a 15 por cento em peso; MgO na faixa de 0 a 5 por cento em peso; AI2O3 na faixa de 0 a 5 por cento em peso; K2O na faixa de 0 a 5 por cento em peso; MnO2 na faixa de 0, 035 a 0, 6 por cento em peso; FeO na faixa de 0,0010 a 0,0030 por cento em peso, e Fe2O3 (ferro total) na faixa de 0,001 a 0,03 por cento em peso. O vidro apresenta uma razão redox na faixa de 0,1 a 0, 4 .

Outro vidro de alta transmitância compreende: SÍO2 na faixa de 71 a 75 por cento em peso; Na2O na faixa de 13 a 14 por cento em peso; CaO na faixa de 10 a 11 por cento em peso; MgO na faixa de 2 a 3 por cento em peso; AI2O3 na faixa de 0,02 a 0,05 por cento em peso; K2O na faixa de 0,01 a 0,02 por cento em peso; MnÜ2 na faixa de 0,18 a 0,25 por cento em peso; FeO na faixa de 0,0015- 0,0018 por cento em peso, e Fe2O3 (ferro total) na faixa de 0,007 a 0,008 por cento em peso. O vidro apresenta uma razão redox na faixa de 0,15 a 0,25.

Um método de fabricação de vidro, em um processo de vidro flotado compreende a adição de materiais de batelada de vidro, ao forno de fusão de vidro, os materiais de batelada de vidros configurados para fornecer vidro compreendendo SiO2 na faixa de 65 a 75 por cento em peso; Na2O na faixa de 10 a 20 por cento em peso; CaO na faixa de 5 a 15 por cento em peso; MgO na faixa de 0 a 5 por cento em peso; A12O2 na faixa de 0 a 5 por cento em peso; K20 na faixa de 0 a 5 por cento em peso; MnO2 na faixa de 0, 035 a 0,6 por cento em peso; FeO na faixa de 0, 0010-0,0030 por cento em peso; Fe2O2 (ferro total) na faixa de 0,001 a 0,03 por cento em peso, e uma razão redox na faixa de 0,1 a 0,4. Os materiais de batelada de vidro são aquecidos para formar uma fundição de vidro. A fundição do vidro é transferida para a batelada de metal fundido para formar uma fita de vidro.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é um gráfico de comprimento de onda (nm) versus porcentagem de transmitância para o vidro discutido no Exemplo 2;

A figura 2 é um gráfico de razão redox contra Tsol para Amostras 2, 5 e 8 do Exemplo 2;

A figura 3 é um gráfico da porcentagem em peso de óxido de manganês em relação à razão redox para o vidro do Exemplo 2, e

A figura 4 é um gráfico da porcentagem em peso de óxido de manganês em relação ao Tsol para o vidro do Exemplo 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Tal como utilizado no presente documento, os termos espaciais ou direcionais, tais como, "interno", "externo", "esquerdo", "direito", "a montante", "a jusante", "horizontal", "vertical" e semelhantes se referem à invenção como é mostrado nas figuras dos desenhos. No entanto, deve ser entendido que a invenção pode assumir várias orientações alternativas e, por conseguinte, tais termos não devem ser considerados como limitativos. Além disso, todos os números que expressam as dimensões e características fisicas, e assim por diante, utilizados no relatório descritivo e reivindicações devem ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo "cerca". Por conseguinte, a menos que indicado em contrário, os valores numéricos apresentados no relatório descritivo e reivindicações que se segue podem variar, dependendo da propriedade pretendida desejada e/ou pretendida para ser obtida pela presente invenção. No minimo, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina de equivalentes ao alcance das reivindicações, cada parâmetro numérico deve pelo menos ser interpretado à luz do número de algarismos significativos e relatados e por aplicação das técnicas de arredondamento comuns. Além disso, todas as faixas descritas no presente documento devem ser entendidas como incluindo qualquer e todas as subfaixas subsomadas nas mesmas. Por exemplo, uma faixa indicada de "1 a 10" deve ser considerada como incluindo qualquer e todas as subfaixas entre e incluindo o valor minimo de 1 e o valor máximo de 10, isto é, todas as subfaixas começando com um valor minimo de 1 ou mais e terminando com um valor máximo de 10 ou menos, por exemplo, de 1 a 6,7, ou 3,2-8,1, ou 5,5 a 10. Antes de discutir várias modalidades não limitativas da presente invenção, entende-se que a invenção não é limitada na sua aplicação aos detalhes das modalidades não limitativas especificas mostradas e discutidas no presente documento, uma vez que a presente invenção é capaz de outras modalidades. Além disso, todos os documentos, tais como, mas não se limitando as patentes emitidas e pedidos de patentes publicados, anteriormente discutidos, ou que se referem, e aos discutidos ou referidos no presente documento a seguir, devem ser considerados como sendo "incorporados como referência" em sua totalidade. Ainda, além disso, a terminologia empregada no presente documento para discutir a presente invenção tem o propósito de descrição e não é limitativa. Além disso, a menos que indicado em contrário, na discussão seguinte, números semelhantes se referem a elementos semelhantes. Qualquer referência às quantidades da composição, tais como "porcentagem em peso" ou "% em peso", "partes por milhão" e "ppm" se baseiam no peso total da composição de vidro final, ou o peso total dos ingredientes misturados, por exemplo, mas não se limitando aos materiais da batelada de vidro, qualquer que seja o caso. O teor de "ferro total" das composições de vidro reveladas no presente documento é expresso em termos de Fe2θ3, de acordo com a prática analitica padrão, independentemente da forma atualmente apresentada. Da mesma forma, a quantidade de ferro no estado ferroso (Fe+2) é relatada como FeO, mesmo que ele possa, na verdade, não estar presente no vidro como FeO. A proporção de ferro total no estado ferroso é usada como uma medida do estado redox do vidro e é expressa como a proporção FeO/Fe2Ü3, que é a porcentagem em peso do ferro no estado ferroso (expresso como FeO) dividido pela porcentagem em peso de ferro total (expresso como Fe2Os) • A faixa visivel do espectro eletromagnético é de 380-780 nanômetros (a seguir também referido como "nm") e faixa de infravermelho (doravante também designada por "IV") faixa do espectro eletromagnético é maior que 780 nm e, geralmente, considerada como estando na faixa de 780-10.000 nm.

A presente invenção proporciona um vidro de soda- cal-silica que apresenta alto teor de transmitância de luz visivel e energia infravermelha, como medido em uma direção normal (ou seja, perpendicular) para uma superficie maior da folha de vidro e o vidro da presente invenção é especificamente ideal para, porém não está limitado ao uso como placas de cobertura para células solares de geração de energia elétrica e substratos de vidro para espelhos solares. O termo "alta transmitância de luz visivel" se refere à transmitância de luz visivel medida igual a ou superior a 85%, tal como igual ou superior a 87%, tal como igual ou superior a 90%, em espessura do vidro de 4 mm. Como é apreciado pelos versados na técnica, um vidro apresentando uma transmitância de luz visivel de 90% para uma espessura de 4 mm, tem uma transmissão de luz visivel superior a 90% em uma espessura inferior a 4 mm e tem uma transmissão de luz visivel inferior a 90% a uma espessura superior a 4 mm. O termo "alta transmitância de energia em infravermelho" se refere à transmitância de energia em infravermelho medida igual ou superior a 85%, tal como igual ou superior a 87%, tal como igual ou superior a 90%, tal como igual ou superior a 91%, a 4 mm. Como é apreciado pelos versados na técnica, um vidro com uma transmitância de energia em infravermelho de 91% a uma espessura de 4 mm, tem uma transmissão de energia em infravermelho superior a 91% em uma espessura inferior a 4 mm e tem uma transmissão de luz visivel em infravermelho inferior a de 91% para uma espessura superior a 4 mm em vidros com uma espessura inferior a 4 mm.

O vidro da presente invenção pode ser fabricado usando um sistema de refinador de vidro flotado não vácuo convencional ou empregando um sistema de refinador de vidro flotado a vácuo. O sistema pode utilizar um forno de ar ou de oxigênio combustivel convencional. Em um processo de vidro flotado, materiais de batelada de vidro são introduzidos através de uma abertura de entrada no forno. Queimadores derretem os materiais de batelada e aquecem o vidro fundido. Os queimadores podem usar tanto uma mistura de ar e gás combustível (forno a ar combustível), ou uma mistura de oxigênio e gás combustível (forno de oxigênio combustível) para gerar as chamas para aquecer os materiais de batelada e o vidro fundido. O vidro fundido é liberado em qualquer forma habitual para um banho de metal fundido contido em uma câmara de formação de vidro. À medida que o vidro fundido liberado se move através da câmara de formação de vidro sobre o banho de metal fundido, o vidro fundido é dimensionado e resfriado. A fita de vidro dimensionalmente estável em tamanho se move para fora da câmara de formação de vidro para um forno lehr de recozimento. O aparelho de fabricação de vidro flotado do tipo descrito acima é bem conhecido na técnica e julgamos não ser necessária mais discussão sobre o assunto.

Embora a presente invenção seja direcionada aos vidros de soda-cal-silica com baixo teor de ferro, por exemplo, vidros de soda-cal-silica apresentando teor igual ou inferior a 0,025% em peso (250 ppm), tal como igual ou inferior a 0,01% em peso (100 ppm) de ferro total expresso como Fe2θ3, a invenção não é limitada aos mesmos, e a invenção pode ser praticada para reduzir a porcentagem em peso do ferro ferroso, em vidros com teor elevado de ferro, por exemplo, vidros de soda-cal-silica que contenham mais do que 0,01% em peso (100 ppm) de ferro total expresso como Fe2θ3. Além disso, a invenção não está limitada às placas de revestimento de vidro para células solares e aos substratos de vidro para espelhos solares e pode ser usada como uma placa de revestimento de vidro, ou um substrato de vidro por qualquer tipo de célula solar ou coletor solar; tais como, janelas residenciais e comerciais; como janelas para qualquer tipo de veiculo, por exemplo, terrestre, aéreo, espacial, acima da água e abaixo da água, e como tampos de móveis, apenas para citar alguns exemplos.

A presente invenção proporciona um vidro de alta transmitância que é menos susceptivel a solarização que as composições de vidro contendo cério anteriores e é compatível com um processo convencional do vidro flotado. O vidro da presente invenção apresenta uma composição que incorpora os seguintes componentes principais. O termo "componentes principais" significa materiais adicionados intencionalmente para prover o vidro com a composição desejada. Embora a invenção possa ser praticada com qualquer tipo de vidro convencional, os princípios gerais da presente invenção serão descritos com relação a uma composição de vidro convencional de soda-cal-silica. Um vidro de soda-cal-silica exemplar incorporando características da presente invenção é caracterizado como se segue (todos os valores são em porcentagem em peso a menos que especificado de outro modo):

Na prática da invenção, os ingredientes da batelada de vidro selecionados para fabricação de vidros com baixo teor de ferro não tem adição intencional de ferro, e qualquer ferro presente nos materiais de batelada está presente como material estranho. O conteúdo do ferro geralmente referido como quantidades de ferro estranho são quantidades de ferro menores que 0,020% em peso. Para os fins da presente invenção, materiais de batelada são selecionados para ter um teor de ferro de modo a prover o vidro com um ferro total expresso como Fe2θ3 de menos de 0,025% em peso (250 ppm). A fim de reduzir a quantidade de ferro, um ou mais materiais de batelada com baixo teor de ferro podem ser selecionados. Por exemplo, a seleção de um lote pode incluir areia com baixo teor de ferro, que pode ter um teor de ferro de cerca de 0, 008% em peso (80 ppm), analisado como Fe2θ3. Calcário e dolomita, materiais de batelada de vidro convencionais, podem ser evitados por causa da sua contaminação tipica por ferro. Em vez disso, uma fonte mais pura de cálcio pode ser usada, tal como, aragonita, que é uma forma mineral de carbonato de cálcio, com apenas cerca de 0,020% em peso (200 ppm) de Fe2θ3. Dolomita com baixo teor de ferro, apresentando um teor de ferro (Fe2θs) de menos de cerca de 0,020% em peso (200 ppm) pode ser empregada. Hidrato de aluminio pode ser usado, com cerca de 0,008% em peso (80 ppm) de Fe2θ3.

Como discutido acima, na prática da invenção, o cério não é adicionado intencionalmente aos materiais da batelada. Se presente, o cério está presente como um material estranho, por exemplo, menos de 0,010% em peso (100 ppm) . Deve ser apreciado que as composições de vidro descritas no presente documento podem incluir quantidades pequenas de outros materiais, por exemplo, auxiliares de fusão e de refinação, materiais estranhos, materiais de rastreamento, impurezas, e materiais similares não intencionalmente adicionados para alterar ou afetar a cor do vidro. Deve ser ainda apreciado que pequenas quantidades de componentes adicionais podem ser incluidas no vidro para proporcionar características de cor desejada e/ou melhorar o desempenho solar do vidro. Por exemplo, outros materiais estranhos ou impurezas apresentando uma porcentagem em peso inferior a 0,01% em peso podem estar presentes incluindo ZrO2, CoO, Se, NiO, Cl, P2O5, V2O5, CeO2, Cr2O3, Li2O, K2O e TiO2.

Com relação aos materiais de batelada, SiO2 é o componente principal do vidro. Na2<3 e K2O impactam as características de fusão do vidro. MgO e CaO impactam a durabilidade do vidro e afetam a temperatura de desvitrificação e viscosidade do vidro durante moldagem. AI2O3 também influencia a durabilidade do vidro. De acordo com a invenção, é proporcionado MnÜ2 como um agente oxidante para oxidar FeO em Fe2Os. Com menos FeO presente, a transmitância do vidro é aumentada.

Em uma modalidade especificamente vantajosa e não limitativa, a composição de vidro inclui: SÍO2 na faixa de 70 a 75 por cento em peso, tal como 71 a 75 por cento do peso, tal como 72 a 74 por cento em peso; Na2O na faixa de 10 a 15 por cento em peso, tal como 12 a 14 por cento do peso, tal como 13 a 14 por cento em peso; CaO na faixa de 9 a 15 por cento em peso, tal como 10 a 12 por cento do peso, tal como 10 a 11 por cento em peso; MgO na faixa de 1 a 5 pOr cento em peso, tal como de 1 a 4 por cento em peso, tal como 2 a 3 por cento em peso; AI2O3 na faixa de 0,001 a 0, 1 por cento em peso, tal como 0,005-0,09 por cento em peso, tal como 0,02-0,05 por cento em peso; K2O na faixa de 0,001 a 0,1 por cento em peso, tal como 0, 005-0, 05 por cento em peso, tal como 0,01-0,03 por cento em peso, tal como 0,01-0,02 por cento em peso/ MnÜ2 inferior ou igual a 0,6 por cento em peso, tal como menos que ou igual a 0, 4 por cento em peso, tal como menos que ou igual a 0,3 por cento em peso, tal como menos que ou igual a 0,25 por cento em peso, tal como menos que ou igual a 0,23 por cento em peso, tal como menos que ou igual a 0,21 por cento em peso, tal como menos que ou igual a 0,2 por cento em peso, tal como menos que ou igual a 0,19 por cento em peso, tal como menos que ou igual a 0,17 por cento em peso. Por exemplo, o MnO2 pode estar na faixa de 0,035 a 0,6 por cento do peso, tal como 0,05 a 0,3 por cento do peso, tal como 0,1 para 0,3 por cento do peso, tal como 0,15 a 0,3 por cento do peso, tal como 0,15 a 0,25 por cento em peso, tal como 0,17-0,25 por cento em peso, tal como 0,18-0,25 por cento em peso, tal como 0,2 a 0,25 por cento em peso; FeO na faixa de 10 a 30 ppm, tal como 10 a 20 ppm, tal como 15 a 18 ppm, e Fe2O3 (ferro total) inferior ou igual a 0,025 por cento em peso, tal como inferior ou igual a 0,02 por cento em peso, tal como inferior ou igual a 0,015 por cento em peso, tal como inferior ou igual a 0,01 por cento em peso, tal como inferior ou igual a 0, 008 por cento em peso, tal como inferior a 0,007 por cento em peso. Por exemplo, o ferro total pode estar na faixa de 0,003-0,03 por cento em peso, tal como, 005 a 0,015 por cento em peso, tal como 0,005 a 0,125 por cento em peso, tal como, 0,005 a 0,01 por cento em peso, tal como 0, 005 a 0,008 por cento em peso, tal como 0,007 a 0,008 por cento em peso.

O vidro apresenta uma razão redox superior ou igual a 0,1, tal como superior ou igual a 0,15, como por exemplo, superior ou igual a 0,19, como, por exemplo, superior ou igual a 0,2, tal como superior ou igual a 0,22, tal como superior ou igual a 0,25, como por exemplo superior ou igual a 0,3. Por exemplo, a razão redox pode estar na faixa de 0,1 a 0,4, tal como 0,1 a 0,3, tal como 0,15 a 0,3, tal como 0,2 a 0,3, tal como 0,2 a 0,25.

O vidro da presente invenção é especificamente útil para um substrato de vidro ou a placa de cobertura de vidro para uma célula fotovoltaica de silicio. Células de silicio têm tipicamente um máximo de conversão elétrica (sensibilidade radiante) a cerca de 950 nm. Este comprimento de onda está próximo de onde Fe+2 é absorvido. Portanto, a redução da quantidade de Fe+2 aumenta a transmissão do vidro. Acredita-se, de modo geral, que a adição de MnCh a uma composição de vidro com baixo teor de ferro reduziria a transmissão de luz do vidro e seria adversa ao uso do vidro para células solares. No entanto, foi verificado, surpreendentemente, que se o Mn+3 é reduzido no Mn+2 através da oxidação de Fe+2 em Fe+3 isso não apresenta um impacto negativo no desempenho da célula solar porque o pico de absorção de Mn+2 é de cerca de 410 nm a 420 nm (vide figura 1) o que está próximo do limite de comprimento de onda inferior para a curva de resposta solar de silicio policristalino. O Mn na composição de vidro interage com o Fe através da troca de elétrons. Por conseguinte, a maior transmitância de luz em comprimentos de onda mais longos, onde a resposta solar do silicio é maior desloca a diminuição que pode resultar da transmitância de luz mais baixa, devido à absorção de Mn+2. Isto resulta na geração de mais eletricidade pelo módulo de célula solar. Neste sistema, Mn+3(púrpura) interage com Fe+2 (azul) para produzir Mn+2 (amarelo) e Fe+3 (amarelo) . A manutenção de uma relação de redox na faixa de 0,1 a 0,4, tal como superior a 0,2, promove Mn+2 e evita Mn+3.

O vidro da presente invenção pode ser obtido em qualquer espessura, por exemplo, de 1 mm a 20 mm, tal como cerca de 1 mm a 10 mm, tal como de 2 mm a 6 mm, tal como de 3 mm a 5 mm, tal como 4 mm.

Uma composição de vidro exemplar da presente invenção é descrita nos Exemplos que se seguem, no entanto, a invenção não está limitada a estes exemplos específicos.

EXEMPLOS Exemplo 1

Uma folha de vidro apresentando a composição que se segue foi obtida usando um processo convencional de vidro flotado.

Os valores que se seguem são em porcentagem em peso.

O vidro tinha uma razão redox de 0,227.

Uma peça de vidro com uma espessura de 3,2 mm foi testada e apresentou as seguintes propriedades:

Tuv - ISO 9050, 2003, Air Mass 1,5 total, 300 a 380 nm

Tvis - llluminant D65, 2o, 380 a 780 nm

Tir - ISO 9050, 2003, Air Mass 1,5 total, 780 a 2.500 nm

Tsol - ISO 9050, 2003, Air Mass 1,5 total, 300 a 2.500 nm

Tpv C-Si - ISO 9050, 2003, Air Mass 1,5 total, resposta da célula SolarWorld C-Si (300-1.200 nm) .

Exemplo 2

Vários vidros da presente invenção foram fabricados utilizando um processo comercial de vidro flotado. Os valores de manganês e óxido de ferro variaram. Várias amostras de cada ciclo de produção foram analisadas e os resultados são apresentados na Tabela 4 abaixo. Na Tabela 4, os valores de Tsol são para 4 mm de espessura e os valores de ferro total e de óxido de manganês estão em porcentagem de peso. Tabela 4

A figura 1 é um gráfico da transmitância percentual versus comprimento de onda (nm) para a Amostra 2 {Ciclo 1), Amostra 5 (Ciclo 2), e Amostra 8 (Ciclo 3).

A figura 2 mostra a razão redox versus Tsol (4 mm) para os Ciclos da Tabela 4. À medida que a razão redox reduz a cerca de 0,25, o valor de Tsol começa a nivelar. À medida que a razão redox alcança e se torna menor em cerca de 0,2, os valores de Tsol nivelam ou começam a cair. Acredita-se que isso se deva a formação de Mn+3

A figura 3 mostra a porcentagem em peso de óxido de manganês em relação à razão redox para os Ciclos da Tabela 4. À medida que o óxido de manganês aumenta, a proporção de redox geralmente torna-se menor.

A figura 4 mostra a porcentagem em peso de óxido de manganês em relação à Tsol ao longo da faixa de 300 nm a 2.500 nm para os Ciclos da Tabela 4. Conforme o óxido de manganês se aproxima de 0,2 por cento em peso, Tsol começa a nivelar. Na faixa de 0,2 a 0,25 por cento em peso de óxido de manganês, o valor de Tsol está substancialmente nivelado. Acima de 0,25 por cento em peso de óxido de manganês, o valor de Tsol começa a declinar. Parece, também, que o efeito de óxido de manganês em Tsol é minimo até que o óxido de manganês atinja cerca de 0,05 por cento em peso.

Será facilmente entendido por um versado na técnica comum que podem ser feitas modificações à invenção sem que haja afastamento dos conceitos revelados na descrição anterior. Deste modo, as modalidades especificas descritas em detalhes no presente documento são apenas ilustrativas e não limitativas do âmbito da invenção, ao qual deve ser dada amplitude total nas reivindicações 5 anexas e quaisquer e todos seus equivalentes.

Claims

1. Vidro de alta transmitância caracterizado por compreender:

em que o vidro apresenta uma razão redox na faixa de 0,1 a 5 0,4.

2. Vidro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo MnO2 estar na faixa de 0,15 a 0,4% em peso.

3. Vidro, de acordo com a reivindicação 2 10 caracterizado pelo MnO2 estar na faixa de 0,15 a 0,3% em peso.

4. Vidro, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo MnO2 estar na faixa de 0,15 a 0,25% em peso.

5. Vidro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo MnO2 estar na faixa de 0,2 a 0,25% em peso.

6. Vidro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo vidro apresentar uma razão redox na 20 faixa de 0,1 a 0,3.

7. Vidro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo vidro apresentar uma razão redox na faixa de 0,2 a 0,3.

8. Vidro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo vidro apresentar uma razão redox na faixa de 0,2 a 0,25.

9. Vidro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo teor de ferro total ser inferior a 0,02% em peso.

10. Vidro de alta transmitância, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender:

em que o vidro apresenta uma razão redox na faixa de 0,15 a 10 0,25.