CN103492332A - 薄膜太阳能电池用玻璃板 - Google Patents

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Abstract

本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,作为玻璃组成,以质量%计含有:SiO245~60%、Al2O3大于8.0且在18%以下、B2O30~15%(但不包括15%)、MgO+CaO+SrO+BaO1~40%、Na2O+K2O1~30%,并且应变点大于580℃。

Description

薄膜太阳能电池用玻璃板
技术领域
本发明涉及薄膜太阳能电池用玻璃板,特别是涉及适于CIS系太阳能电池、CdTe系太阳能电池的玻璃板。
背景技术
薄膜太阳能电池、例如CIS系太阳能电池中,包含Cu、In、Ga、Se的黄铜矿型化合物半导体、Cu(InGa)Se2作为光电转换膜被形成在玻璃板上。
为了通过多元蒸镀法、硒化法等在玻璃板上涂布Cu、In、Ga、Se,从而制成黄铜矿型化合物,需要500~600℃左右的热处理工序。
在CdTe系太阳能电池中,也是包含Cd、Te的光电转换膜被形成在玻璃基板上。在该情况下也需要500℃~600℃左右的热处理工序。
目前,CIS系太阳能电池、CdTe系太阳能电池等中,作为玻璃基板,使用碱石灰玻璃。然而,碱石灰玻璃在高温的热处理工序中容易产生热变形、热收缩。为了解决该问题,目前研究了使用高应变点玻璃的方案(参照专利文献1)。
然而,如下所述地制造PDP。首先,在前面玻璃板的表面形成ITO膜、奈塞(nesa)膜等的透明电极,在其上形成介电体层,同时在背面玻璃板的表面形成Al、Ag、Ni等的电极,在其上形成介电体层,进一步在其上形成隔壁。接着,使前面玻璃板与背面玻璃板相对置而进行电极等的位置对准,然后在450~550℃的温度区域对前面玻璃板和背面玻璃板的外周缘部进行熔接密封。然后,通过排气管,对面板内部进行真空排气,进一步在面板内部封入稀有气体。
目前,PDP中,使用由通过浮法等成型为板厚1.5~3.0mm的碱石灰玻璃(热膨胀系数:约84×10-7/℃)形成的玻璃板。然而,碱石灰玻璃的应变点为500℃左右,因而在热处理工序中容易产生热变形、热收缩。因此,目前,使用具有与碱石灰玻璃同等的热膨胀系数、且高应变点的玻璃板(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-135819号公报
专利文献2:日本特开2005-89286号公报
专利文献3:日本特许第2987523号公报
发明内容
发明所要解决的问题
CIS系太阳能电池、CdTe系太阳能电池中,被认为若在高温下形成光电转换膜,则光电转换膜的结晶品质得到改善,光电转换效率提高。然而,专利文献1中记载的高应变点玻璃的应变点并不足够高,因而在光电转换膜的成膜温度大于600℃且在650℃以下的情况下,容易产生热变形、热收缩,无法充分提高光电转换效率。
另一方面,专利文献2中虽然公开了具有大于600℃且在650℃以下的应变点的玻璃板,但是该玻璃板的热膨胀系数过低,因而无法与薄膜太阳能电池的电极膜、光电转换膜的热膨胀系数匹配,容易引起膜剥离等的不良情况。进一步,该玻璃板由于高温粘度过高,因而熔融温度、成型温度变高,其结果是,无法使玻璃板的制造成本低廉化。
进一步,CIS系太阳能电池中,若来自玻璃基板的碱成分、特别是Na2O扩散,则黄铜矿结晶容易析出。然而,若碱成分、特别是Na2O的含量过少,则存在无法形成高品质的光电转换膜、无法提高光电转换效率的问题(参照专利文献3)。
因此,本发明的技术课题在于,提供应变点足够高、且与周边部件的热膨胀系数匹配,而且能够形成高品质的光电转换膜的玻璃板(另外,以下,称为第一技术课题。)。
另外,本发明的相关发明的课题如下所述。即,如以PDP为例进行说明,若提高玻璃板的应变点,则有可能使玻璃板的热收缩、热变形降低。进一步,在利用浮法使玻璃板成型的情况下,随着浮槽的操作条件的改变,玻璃板的温度历程发生变化,由此容易引起玻璃板的热收缩、热变形的程度变得不均衡,即使针对这一问题,本发明也是提高玻璃板的应变点的有效方法。
然而,专利文献2中记载的玻璃板由于应变点并不充分(600℃以下),因而无法充分解决热收缩、热变形的问题。
另一方面,专利文献3中虽然公开了具有大于600℃且在650℃以下的应变点的玻璃板,该玻璃板由于热膨胀系数过低,因而无法与密封熔接等的周边部件的热膨胀系数匹配,容易引起密封不良等的不良情况。进一步,该玻璃板由于高温粘度过高,因而熔融温度、成型温度变高,其结果是,无法使玻璃板的制造成本低廉化。
因此,本发明的相关发明的技术课题在于,发明了如下所述的玻璃,其应变点足够高、且与周边部件的热膨胀系数匹配、而且高温粘度低的玻璃(特别是玻璃板)(另外,以下称为第二技术课题。)。
用于解决课题的方法
本发明人进行深入研讨,结果发现:通过将玻璃组成、玻璃特性限定在规定范围,能够解决上述第一技术课题,从而作为本发明提出了方案。即,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,作为玻璃组成,以质量%计含有:SiO245~60%、Al2O3大于8.0%且在18%以下、B2O30~15%(但是不包括15%)、MgO+CaO+SrO+BaO1~40%、Na2O+K2O1~30%,且应变点大于580℃。这里,“MgO+CaO+SrO+BaO”是指MgO、CaO、SrO、及BaO的总量。“Na2O+K2O”是指Na2O与K2O的总量。“应变点”是指基于ASTM C336-71测定而得的值。
本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板如上所述地限定玻璃组成范围。这样的话,应变点容易上升,另外容易与周边部件的热膨胀系数匹配。进一步,104.0dPa·s下的温度容易不足1200℃、液相粘度容易成为104.0dPa·s以上。
另外,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板的应变点大于580℃。这样的话,在高温下容易形成光电转换膜,光电转换膜的结晶品质得到改善,同时玻璃板不易产生热变形、热收缩。其结果是,能够充分提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。
第二,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)为0.05~0.5。这里,“MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O”是指MgO、CaO、SrO、BaO、Li2O、Na2O、及K2O的总量。
第三,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选SiO2-Al2O3为28~50%、MgO+CaO+SrO+BaO为15~40%、MgO+CaO为0~10%、质量比CaO/MgO大于1.0、CaO+SrO为0~30%。这里,“SiO2-Al2O3”是指从SiO2的含量中减去Al2O3的含量后的值。“MgO+CaO”是指MgO与CaO的总量。“CaO+SrO”是指CaO与SrO的总量。
第四,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选还包含0.01~1%的Fe2O3
第五,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选还包含0.01~1%的SO3、且利用浮法成型而成。
第六,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选应变点大于600℃且在650℃以下。
第七,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选热膨胀系数为70~100×10-7/℃。这里,“热膨胀系数”是指利用膨胀仪测定30~380℃下的平均热膨胀系数而得的值。
第八,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选104.0dPa·s下的温度为1200℃以下。这里,“104.0dPa·s下的温度”是指利用铂球提拉法测定而得的值。
第九,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选液相粘度为104.0dPa·s以上。这里,“液相粘度”是指利用铂球提拉法测定液相温度下的玻璃粘度而得的值。“液相温度”是指,将通过标准筛30目(500μm)、并残留在50目(300μm)的玻璃粉末放入铂舟后,将该铂舟在温度梯度炉中保持24小时,测定结晶析出的温度而得的值。
第十,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选形成有热膨胀系数为60~120×10-7/℃的膜,并且该膜的成膜温度为500~700℃。这样的话,则光电转换膜的结晶品质得到改善,能够提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。进一步,容易使玻璃板与膜的热膨胀系数匹配。
第十一,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选不进行化学强化处理。
第十二,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选用于CIS系太阳能电池。
第十三,本发明的薄膜太阳能电池用玻璃板优选用于CdTe系太阳能电池。
另外,本发明人进行深入研讨,结果发现:通过将玻璃组成限定在规定范围,能够解决上述第二技术课题,从而作为上述本发明的相关发明而提出了方案。即,相关发明的玻璃,其特征在于,作为玻璃组成,以质量%计,含有SiO245~55%(但是不包括55%)、Al2O3大于10.0%且在15%以下、B2O30~15%、MgO0%以上且不足3.7%、CaO大于2.9%且在8%以下、SrO大于4.0%且在15%以下、BaO大于2.0%且不足14%(但是不包括14.0%)、Li2O0~10%、Na2O大于4.0%且在15%以下、K2O0~10%、ZrO20~7%、Fe2O30.01~1%。
相关发明的玻璃如上所述地限定玻璃组成范围。这样的话,容易达成:应变点大于600℃且在650℃以下、热膨胀系数70~100×10-7/℃、104.0dPa·s下的温度不足1200℃、液相粘度104.0dPa·s以上。
第二,相关发明的玻璃优选作为玻璃组成,以下述氧化物换算的质量%计,SiO2-Al2O3为30~45%(但是不包括45%)、MgO+CaO+SrO+BaO大于17.0%且在40%以下、MgO+CaO大于2.9且在10%以下、质量比CaO/MgO大于1.0、CaO+SrO为6.92~23%、质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)为0.137~0.355。这里,“SiO2-Al2O3”是指从SiO2的含量减去Al2O3的含量后的值。“MgO+CaO+SrO+BaO”是指MgO、CaO、SrO、及BaO的总量。“MgO+CaO”是指MgO与CaO的总量。“CaO+SrO”是指CaO与SrO的总量。“MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O”是指MgO、CaO、SrO、BaO、Li2O、Na2O、及K2O的总量。
第三,相关发明的玻璃优选还包含0.01~1质量%的SO3、且利用浮法成型而成。
第四,相关发明的玻璃优选应变点大于600℃且在650℃以下。“应变点”是指基于ASTM C336-71测定而得的值。
第五,相关发明的玻璃优选热膨胀系数为70×10-7~100×10-7/℃。这里,“热膨胀系数”是指利用膨胀仪测定30~380℃下的平均热膨胀系数而得的值。
第六,相关发明的玻璃优选104.0dPa·s下的温度为1200℃以下。这里,“104.0dPa·s下的温度”是指利用铂球提拉法测定而得的值。
第七,相关发明的玻璃优选液相粘度为104.0dPa·s以上。这里,“液相粘度”是指利用铂球提拉法测定液相温度下的玻璃粘度而得的值。“液相温度”是指,将通过标准筛30目(500μm)、并残留在50目(300μm)的玻璃粉末放入铂舟后,将该铂舟在温度梯度炉中保持24小时,测定结晶析出的温度而得的值。
第八,相关发明的玻璃优选用于FPD。
第九,相关发明的玻璃优选用于PDP。
第十,相关发明的玻璃优选为板状。
发明效果
根据本发明的薄板太阳能电池用玻璃板,能够形成应变点充分变高的同时,与周边部件的热膨胀系数匹配,而且高品质的光电转换膜。
具体实施方式
<本发明的实施方式>
本发明的实施方式(以下,称为第一实施方式。)涉及的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,作为玻璃组成,以质量%计,含有SiO245~60%、Al2O3大于8.0%且在18%以下、B2O30~15%(但是不包括15%)、MgO+CaO+SrO+BaO1~40%、Na2O+K2O1~30%。以下示出将如上所述限定各成分的含量的理由。
SiO2是形成玻璃网络的成分。其含量为45~60%、优选为45~54%、更优选为49~52%。若SiO2的含量过多,则高温粘度不当地变高,熔融性、成型性变得容易降低,除此之外,热膨胀系数变得过低,难以与薄膜太阳能电池的电极膜、光电转换膜的热膨胀系数匹配。另外,第一实施方式涉及的玻璃组成系中,即使增加SiO2的含量,应变点也不怎么上升。另一方面,若SiO2的含量过少,则耐失透性变得容易降低。进一步,热膨胀系数变得过高、玻璃板的耐热冲击性容易降低,其结果是,在制造薄膜太阳能电池时的热处理工序中,玻璃板容易发生裂纹。
Al2O3是提高应变点的成分,并且也是提高耐候性、化学耐久性的成分,进一步还是提高玻璃板的表面硬度的成分。其含量为大于8.0%且在18%以下、优选为大于10.0%且在15%以下、更优选为大于11.0%且在14.5%以下、进一步优选为11.5~14%。若Al2O3的含量过多,则高温粘度不当地变高,熔融性、成型性变得容易降低。另一方面,若Al2O3的含量过少,则应变点变得容易降低。另外,若玻璃板的表面硬度高,则CIS系太阳能电池的图案化中,在除去光电转换膜的工序中,玻璃板不易破损。
B2O3是通过降低玻璃粘度而使熔融温度、成型温度降低的成分,并且是使应变点降低的成分,另外还是随着熔融时的成分挥发而消耗炉耐火物材料的成分。因此B2O3是任意成分,其含量为0%以上且不足15%,优选为0%~1.5%、更优选为0%以上且不足0.1%。
MgO+CaO+SrO+BaO是不使应变点降低,且使高温粘度降低的成分。若MgO+CaO+SrO+BaO的含量过多,则耐失透性容易降低,另外原料成本高涨。另外,若MgO+CaO+SrO+BaO的含量过多,则容易抑制碱成分、特别是Na2O的扩散。另一方面,若MgO+CaO+SrO+BaO的含量过少,则高温粘度变得过高。因此,MgO+CaO+SrO+BaO的含量为1~40%、15~40%、大于17.0且在40%以下、18~30%、特别是19~25%。
MgO是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,MgO是在碱土氧化物中,不易使玻璃板开裂的效果大的成分。然而,MgO是在与ZrO2共存的情况下通过使ZrO2系的失透结晶显著地析出,从而使液相粘度显著降低的成分。另外,在与CaO共存的情况下,是容易使CaMgSiO系的失透结晶析出的成分。因此,MgO是任意成分,其含量优选为0~10%、0%以上且不足3.7%、0.01~3%、0.02~2%、特别是0.03~0.5%。
CaO是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,CaO是在碱土氧化物中,不易使玻璃板开裂的效果大的成分。CaO的含量优选为0~10%、0.1~9%、大于2.9%且在8%以下、3.0~7.5%、特别是4.2~6%。若CaO的含量过多,则耐失透性容易降低,难以成型为玻璃板。
SrO是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,SrO是在与ZrO2共存的情况下,不易使ZrO2系的失透结晶析出的成分。SrO的含量优选为0~20%、0.1~15%、大于4.0%且在15%以下、5~14%、大于7.0%且在13%以下、特别是9.2~12.5%。若SrO的含量过多,则长石族的失透结晶容易析出、而且原料成本高涨。
BaO是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。BaO的含量优选为0~20%、0.1~15%、大于2.0%且不足14%、大于2.0%且不足8%、特别是大于2.0%且不足5%。若BaO的含量过多,则钡长石族的失透结晶容易析出、而且原料成本高涨。进一步,密度增大、支撑部件的成本容易高涨。另外,若BaO的含量过少,则存在高温粘度变高,熔融性、成型性降低的倾向。
Na2O+K2O是调整热膨胀系数的成分,也是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,Na2O+K2O是在CIS系太阳能电池中对于黄铜矿结晶的生长有效的成分,且是用于提高光电转换效率的重要成分。Na2O+K2O的含量优选为1~30%、2~20%、4~18%、大于4.3%且在15%以下、特别是7~12%。若Na2O+K2O的含量过多,则除了应变点变得容易降低以外,热膨胀系数变得过高,玻璃板的耐热冲击性变得容易降低。其结果是,在制造薄膜太阳能电池时的热处理工序中,玻璃板容易产生热收缩、热变形、或者容易产生裂纹。另一方面,若Na2O+K2O的含量过少,则难以获得上述效果。
Na2O是调整热膨胀系数的成分,也是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,Na2O是在CIS系太阳能电池中对于黄铜矿结晶的生长有效的成分、并且是用于提高光电转换效率的重要成分。Na2O的含量优选为0~20%、0.1~15%、4~12%、特别是大于4.3%且在9%以下。若Na2O的含量过多,则除了应变点变得容易降低以外,热膨胀系数变得过高,玻璃板的耐热冲击性变得容易降低。其结果是,在制造薄膜太阳能电池时的热处理工序中,玻璃板容易产生热收缩、热变形,或者容易产生裂纹。
K2O是调整热膨胀系数的成分,也是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,K2O是CIS系太阳能电池中对于黄铜矿结晶的生长有效的成分、并且是用于提高光电转换效率的重要成分。然而,在包含大于10%的Al2O3的玻璃系中,若K2O的含量过多,则KAlSiO系的失透结晶容易析出。另外,若K2O的含量过多,则应变点容易降低,另外热膨胀系数变得过高,玻璃板的耐热冲击性变得容易降低。其结果是,在制造薄膜太阳能电池时的热处理工序中,玻璃板容易产生热收缩、热变形,或者容易产生裂纹。因此,K2O的含量优选为0~15%、0.1~10%、特别是1~7%。
进一步,优选具有下述的成分含量、成分比。
Li2O是调整热膨胀系数的成分,也是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,Li2O与Na2O、K2O同样地,也是CIS系太阳能电池中对于黄铜矿结晶的生长有效的成分。然而,Li2O是除了原料成本高以外,也会使应变点大幅降低的成分。因此,Li2O是任意成分,其含量优选为0~10%、0~2%、特别是0%以上且不足0.1%。
ZrO2是不使高温粘度上升而提高应变点的成分。然而,若ZrO2的含量过多,则密度容易变高、另外玻璃板容易开裂,进而ZrO2系的失透结晶容易析出,难以成型为玻璃板。因此,ZrO2是任意成分,其含量优选为0~15%、0~10%、0~7%、0.1~6.5%、特别是2~6%。
玻璃中的Fe虽然以Fe2+或Fe3+的状态存在,但特别是Fe2+在近红外区域具有较强的光吸收特性。因此,Fe2+具有在大容量的玻璃溶解窑中容易吸收玻璃溶解窑内的辐射能量、且提高熔融效率的效果。另外,Fe3+由于在铁的价数变化时放出氧,因而也具有清澄效果。进一步,为了使玻璃板的制造成本低廉化,优选限制高纯度原料(Fe2O3的含量为极少的原料)的使用,使用包含少量的Fe2O3的原料。另一方面,若Fe2O3的含量过多,则容易吸收太阳光,因而薄膜太阳能电池的表面温度容易上升,其结果是,存在光电转换效率降低的可能。另外,若Fe2O3的含量过多,则窑的辐射能量在能量源的附近被吸收,未到达窑的中央部,在玻璃溶解窑的热分布中容易产生不均。因此,Fe2O3的含量优选为0~1%、特别是0.01~1%。另外,Fe2O3的合适的下限范围大于0.05%、优选大于0.10%、特别是大于0.20%。另外,氧化铁与Fe的价数无关,换算成“Fe2O3”来表示。
TiO2是防止紫外线导致的着色的同时提高耐候性的成分。然而,若TiO2的含量过多,则玻璃容易失透、或者玻璃容易着色成茶褐色。因此,TiO2的含量优选为0~10%、特别是0%以上且不足0.1%。
P2O5是提高耐失透性的成分、特别是抑制ZrO2系的失透结晶的析出的成分,另外还是不易使玻璃板开裂的成分。然而,若P2O5的含量过多,则玻璃容易分相成乳白色。因此,P2O5的含量优选为0~10%、0~0.2%、特别是0%以上且不足0.1%。
ZnO是使高温粘度降低的成分。若ZnO的含量过多,则耐失透性变得容易降低。因此,ZnO的含量优选为0~10%、特别是0~5%。
SO3是作为澄清剂起作用的成分,其含量优选为0~1%、特别是0.01~1%。另外,若利用浮法使玻璃板成型,则能够廉价地大量生产玻璃板,但在此情况下,作为澄清剂,优选使用芒硝。
Sb2O3是作为澄清剂起作用的成分,在利用浮法使玻璃板成型的情况下是使玻璃着色的成分,另外也是担心环境负荷的成分。Sb2O3的含量优选为0~1%、特别是0%以上且不足0.1%。
As2O3是作为澄清剂起作用的成分,在利用浮法使玻璃板成型的情况下是使玻璃着色的成分,另外也是担心环境负荷的成分。As2O3的含量优选为0~1%、特别是0%以上且不足0.1%。
SnO2是作为澄清剂起作用的成分,且是使耐失透性降低的成分。SnO2的含量优选为0~1%、特别是0%以上且不足0.1%。
SiO2-Al2O3是在构成玻璃网络的成分中主要构成成分的SiO2与对提高应变点的贡献大的Al2O3之差。若SiO2-Al2O3过大,则应变点变得容易降低。另一方面,若SiO2-Al2O3过小,耐失透性变得容易降低。因此,SiO2-Al2O3的含量优选为28~50%、30%以上且不足45%、32~43%、特别是34~40%。
MgO+CaO是碱土金属氧化物中,通过使高温粘度降低,提高玻璃溶解窑内的上升流、下降流、向批料投入口方向的后退流的移动速度、而使玻璃均质化的两个成分的总和。另外,MgO+CaO是碱土金属氧化物中最能够维持玻璃板的不易开裂性的同时使密度下降最大的两个成分的总和。若使密度降低,则能够使薄膜太阳能电池的支撑部件的成本低廉化。MgO+CaO的含量优选为0~10%、0.1~10%、大于2.9%且在10%以下、特别是大于3.4且在9.4%以下。若MgO+CaO的含量过多,则耐失透性容易降低、特别是ZrO2系的失透结晶容易析出。另外,若MgO+CaO的含量过少,则玻璃溶解窑内的玻璃熔液的移动速度降低、玻璃熔液无法均质化,其结果是,存在熔融性、成型性降低的倾向。
质量比CaO/MgO是碱土氧化物中使高温粘度降低的效果大的MgO与CaO之比。从耐失透性的观点来看,其是与MgO相比不易产生ZrO2系的失透结晶的CaO相对于特别容易产生ZrO2系的失透结晶的MgO之比。就质量比CaO/MgO而言,为了抑制ZrO2系的失透结晶的析出的同时使高温粘度降低,优选为大于1、大于2、大于2.5、特别是大于3.4。
CaO+SrO的含量优选为0~30%、0.1~25%、6.92~23%、8~21%、特别是9~20%。若CaO+SrO的含量过多,则耐失透性变得容易降低。另外,若CaO+SrO的含量过少,则玻璃溶解窑内的玻璃熔液的移动速度降低、玻璃熔液无法均质化,其结果是,存在熔融性、成型性降低的倾向。
质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)是CIS系太阳能电池中对于黄铜矿结晶的析出有用的Na2O的含量相对于使高温粘度降低的效果大的成分的总量(MgO、CaO、SrO、BaO、Li2O、Na2O、及K2O的总量)之比。质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)优选为0.005~0.5、0.05~0.4、0.1~0.38、0.137~0.355、0.140~0.300、特别是大于0.158且在0.250以下。若质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)过大,则难以维持高应变点,另外熔融性、成型性变得容易降低。另一方面,若质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)过小,则薄膜太阳能电池的光电转换效率变得容易降低。另外,若质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)过小,则使高温粘度降低,因而不得不增加Li2O、K2O的含量,其结果是,原料成本高涨。另外,若优先增加K2O的含量,则在包含大于10%的Al2O3的玻璃系中,KAlSiO系的失透结晶容易析出。进一步,即使质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)过小,也难以维持高应变点,另外耐失透性降低,容易使液相粘度降低。
除了上述成分以外,为了提高溶解性、清澄性、成型性,可以以总量计分别添加最多1%的F、Cl、CeO2。另外,为了提高化学耐久性,可以分别添加最多3%的Nb2O5、HfO2、Ta2O5、Y2O3、La2O3。进一步,为了调整色调,则可以添加以总量计最多2%的除了上述以外的稀土氧化物、过渡金属氧化物。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板中,热膨胀系数优选为70~100×10-7/℃、特别是80~90×10-7/℃。这样的话,则容易与薄膜太阳能电池的电极膜、光电转换膜的热膨胀系数匹配。另外,若热膨胀系数过高,则玻璃板的耐热冲击性容易降低,其结果是,在制造薄膜太阳能电池时的热处理工序中,玻璃板容易产生裂纹。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板中,密度优选为2.90g/cm3以下、特别是2.85g/cm3以下。这样的话,则容易使薄膜太阳能电池的支撑部件的成本低廉化。另外,“密度”可以通过公知的阿基米德法进行测定。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板中,应变点大于580℃、优选为大于600℃且在650℃以下、更优选为大于605℃且在650℃以下、进一步优选为大于610℃且在650℃以下。这样的话,则制造薄膜太阳能电池时的热处理工序中,玻璃板不易产生热收缩、热变形。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板中,104.0dPa·s下的温度优选为1200℃以下、特别是1180℃以下。这样的话,则低温下容易使玻璃板成型。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板中,102.5dPa·s下的温度优选为1520℃以下、特别是1460℃以下。这样的话,则低温下容易使玻璃原料溶解。另外,“102.5dPa·s下的温度”可以通过铂球提拉法进行测定。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板中,液相温度优选为1160℃以下、特别是1100℃以下。若液相温度上升,则成型时玻璃容易失透、成型性变得容易降低。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板中,液相粘度优选为104.0dPa·s以上、特别是104.3dPa·以上。若液相粘度降低,则成型时玻璃容易失透、成型性变得容易降低。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板中,杨氏模量优选为78GPa以上、特别是80GPa以上。另外,比杨氏模量优选为27.5GPa/(g/cm3)以上、特别是28GPa/(g/cm3)以上。这样的话,则玻璃板不易挠曲,因而不易在搬送工序、梱包工序中进行处理时产生较大的摇动而下落,或者与其他部件接触而破损。这里,“杨氏模量”是指利用共振法测定而得的值。“比杨氏模量”是指杨氏模量除以密度而得的值。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板可以通过如下方法制造:将按照上述的玻璃组成范围调制而成的玻璃原料投入连续熔融炉,对玻璃原料进行加热熔融后,使所得玻璃熔液脱泡,然后供给到成型装置,成型为板状成型,且进行退火,由此进行制造。
作为玻璃板的成型方法,可例示浮法、流孔下拉法、溢流下拉法、重新引下法等,在廉价地大量生产玻璃板的情况下,优选采用浮法。
第一实施方式的薄膜太阳能电池用玻璃板优选为不进行化学强化处理、特别是离子交换处理。薄膜太阳能电池存在高温热处理工序。在高温热处理工序中,强化层(压缩应力层)消失、缺乏进行化学强化处理的实际利益。另外,基于与上述相同的理由,优选也不进行风冷强化等的物理强化处理。
特别是在CIS系太阳能电池的情况下,若对玻璃板进行离子交换处理,则玻璃表面的Na离子减少,光电转换效率变得容易降低。在此情况下,优选采用另外将Na供给膜形成在玻璃板的方法。
<相关发明的实施方式>
相关发明的实施方式(以下,称为第二实施方式。)涉及的玻璃,其特征在于,作为玻璃组成,以下述氧化物换算的质量%计,含有:SiO245~55%(但是不包括55%)、Al2O3大于10.0%且在15%以下、B2O30~15%、MgO0~3.7%(但是不包括3.7%)、CaO大于2.9%且在8%以下、SrO大于4.0%且在15%以下、BaO大于2.0%且在14%以下(但是不包括14.0%)、Li2O0~10%、Na2O大于4.0%且在15%以下、K2O0~10%、ZrO20~7%、Fe2O30.01~1%。如上所述,限定各成分的含量的理由如下所示。
SiO2是形成玻璃网络的成分。其含量为45%以上且不足55%、优选为49~52%。若SiO2的含量过多,则高温粘度不当地变高,熔融性、成型性变得容易降低,除此之外热膨胀系数过于降低,难以与密封熔接等的周边部件的热膨胀系数匹配。另外,相关发明涉及的玻璃组成系中,即使增加SiO2的含量,应变点也不怎么上升。另一方面,若SiO2的含量过少,则耐失透性变得容易降低。进一步,热膨胀系数变得过高,耐热冲击性容易降低,其结果是,在制造PDP等时的热处理工序中,玻璃板容易产生裂纹。
Al2O3是提高应变点的成分,同时也是提高耐候性、化学耐久性的成分,进一步还是提高玻璃的表面硬度的成分。其含量大于10.0%且在15%以下、优选为大于11.0%且在14.5%以下、更优选为11.5~14%。若Al2O3的含量过多,则高温粘度不当地变高,熔融性、成型性变得容易降低。另一方面,若Al2O3的含量过少,则应变点变得容易降低。
B2O3是通过降低玻璃粘度而使熔融温度、成型温度降低的成分,并且是使应变点降低的成分,另外还是随着熔融时的成分挥发而使炉耐火物材料消耗的成分。因此,B2O3是任意成分,其含量为0~15%、优选为0~1.5%、更优选为0%以上且不足0.1%。
MgO是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,MgO是碱土氧化物中不易使玻璃开裂的效果大的成分。然而,MgO是在与ZrO2共存的情况下,通过使ZrO2系的失透结晶显著析出而使液相粘度显著降低的成分。另外,其是在与CaO共存的情况下,不易使CaMgSiO系的失透结晶析出的成分。因此,MgO是任意成分,其含量为0%以上且不足3.7%、优选为0.01~3%、更优选为0.02~2%、进一步优选为0.03~0.5%。
CaO是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,CaO是在碱土氧化物中不易使玻璃开裂的效果大的成分。CaO的含量为大于2.9%且在8%以下、优选为3~7.5%、更优选为4.2~6%。若CaO的含量过多,则耐失透性容易降低,难以成型为玻璃板。另一方面,若CaO的含量过少,则难以获得上述效果。
SrO是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。另外,SrO是在与ZrO2共存的情况下,不易使ZrO2系的失透结晶析出的成分。SrO的含量为大于4.0%且在15%以下、优选为5~14%、更优选为大于7.0%且在13%、进一步优选为9.2~12.5%。若SrO的含量过多,则长石族的失透结晶容易析出,另外原料成本高涨。另一方面,若SrO的含量过少,则难以获得上述效果。
BaO是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。BaO的含量为大于2.0%且不足14%、优选为大于2.0%且不足8%、更优选为大于2.0%且不足5%。若BaO的含量过多,则钡长石族的失透结晶容易析出,另外原料成本高涨。进一步,密度增大,支撑部件的成本容易高涨。另一方面,若BaO的含量过少,则高温粘度不当地变高,熔融性、成型性变得容易降低。
Li2O是调整热膨胀系数的成分,也是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。然而,Li2O是除了原料成本高以外,还会使应变点大幅降低的成分。因此,Li2O是任意成分,其含量为0~10%、优选为0~2%、更优选为0%以上且不足0.1%。
Na2O是调整热膨胀系数的成分,也是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。Na2O的含量为4~15%、优选为大于4.3%且在12%以下、进一步优选为4.5~9%、最优选为5~7%。若Na2O的含量过多,则除了应变点变得容易降低以外,热膨胀系数不会过高,耐热冲击性变得容易降低。其结果是,在制造PDP等时的热处理工序中,玻璃板容易产生热收缩、热变形、或者容易产生裂纹。
K2O是调整热膨胀系数的成分,也是使高温粘度降低而提高熔融性、成型性的成分。在包含大于10%的Al2O3的玻璃系中,若K2O的含量过多,则KAlSiO系的失透结晶容易析出。另外,若K2O的含量过多,则应变点容易降低,另外热膨胀系数过高,耐热冲击性变得容易降低。其结果是,在制造PDP等时的热处理工序中,玻璃板容易产生热收缩、热变形,或者容易产生裂纹。因此,K2O是任意成分,其含量为0~10%、优选为0.1~7%。
ZrO2是不提高高温粘度而提高应变点的成分。若ZrO2的含量过多,则密度容易变高、另外玻璃容易开裂,进一步ZrO2系的失透结晶容易析出,难以成型为玻璃板。因此,ZrO2是任意成分,其含量为0~7%、优选为0.1~6.5%、更优选为2~6%。
玻璃中的Fe以Fe2+或Fe3+的状态存在,但特别是Fe2+在近红外区域具有较强的光吸收特性。因此,就Fe2+而言,其具有在大容量的玻璃溶解窑中,容易吸收玻璃溶解窑内的辐射能量、且提高熔融效率的效果。另外,Fe3+由于在铁的价数变化时放出氧,因而也具有清澄效果。进一步,为了使玻璃的制造成本低廉化,优选限制高纯度原料(Fe2O3的含量极少的原料)的使用,使用包含少量的Fe2O3的原料。另一方面,若Fe2O3的含量过多,则窑的辐射能量在能量源的附近被吸收,未到达窑的中央部,而容易在玻璃溶解窑的热分布中产生不均。因此,Fe2O3的含量为0.01~1%。另外,Fe2O3的合适的下限范围为大于0.05%、优选大于0.10%、特别是大于0.20%。另外,氧化铁与Fe的价数无关,换算成“Fe2O3”来表示。
进一步,优选具有下述成分含量、成分比。
SiO2-Al2O3是构成玻璃网络的成分中主要构成成分的SiO2与对提高应变点的贡献大的Al2O3之差。若SiO2-Al2O3过大,则应变点变得容易降低。另一方面,若SiO2-Al2O3过小,则耐失透性变得容易降低。因此,SiO2-Al2O3的含量优选为30%以上且不足45%、32~43%、特别是34~40%。
MgO+CaO+SrO+BaO是不降低应变点而使高温粘度降低的成分。若MgO+CaO+SrO+BaO的含量过多,则耐失透性容易降低,另外原料成本高涨。另一方面,若MgO+CaO+SrO+BaO的含量过少,则高温粘度变得过高。因此,MgO+CaO+SrO+BaO的含量优选为大于17.0%且在40%以下、18~30%、特别是19~25%。
MgO+CaO是碱土金属氧化物中,通过使高温粘度降低,提高玻璃溶解窑内的上升流、下降流、向批料投入口方向的后退流的移动速度,使玻璃均质化的两个成分的总和。另外,MgO+CaO是碱土金属氧化物中最能够维持玻璃的不易开裂性的同时使密度降低最大的两个成分的总和。若使密度降低,则能够使PDP等的支撑部件的成本低廉化。MgO+CaO的含量优选为大于2.9%且在10%以下、特别是大于3.4%且不足9.4%。若MgO+CaO的含量过多,则耐失透性容易降低、特别是ZrO2系的失透结晶容易析出。另一方面,若MgO+CaO的含量过少,则玻璃溶解窑内的玻璃熔液的移动速度过于降低,玻璃熔液无法均质化,其结果是,熔融性、成型性变得容易降低。
质量比CaO/MgO是碱土氧化物中使高温粘度降低的效果大的MgO与CaO之比。从耐失透性的观点来看,其是与MgO相比不易产生ZrO2系的失透结晶的CaO相对于特别容易产生ZrO2系的失透结晶的MgO之比。为了抑制ZrO2系的失透结晶的析出的同时使高温粘度降低,质量比CaO/MgO优选大于1、大于2、大于2.5、特别是大于3.4。
CaO+SrO的含量优选为6.92~23%、8~21%、特别是9~20%。若CaO+SrO的含量过多,则耐失透性变得容易降低。另一方面,若CaO+SrO的含量过少,则玻璃溶解窑内的玻璃熔液的移动速度过于降低,玻璃熔液无法均质化,其结果是,熔融性、成型性变得容易降低。
质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)是Na2O的含量相对于使高温粘度降低的效果大的成分的总量(MgO、CaO、SrO、BaO、Li2O、Na2O、及K2O的总量)之比。质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)优选为0.137~0.355、0.140~0.300、特别是大于0.158且在0.250以下。若质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)过大,则难以维持高应变点,另外熔融性、成型性变得容易降低。另一方面,若质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)过小,则为了使高温粘度降低,不得不增加Li2O、K2O的含量,其结果是,原料成本高涨。另外,若优先使K2O的含量增加,则包含大于10%的Al2O3的玻璃系中,KAlSiO系的失透结晶容易析出。另一方面,即使质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)过小,也难以维持高应变点,另外耐失透性降低,容易使液相粘度降低。
除了上述成分以外,还可以添加例如以下成分。
TiO2是防止紫外线导致的着色的同时提高耐候性的成分。然而,若TiO2的含量过多,则玻璃容易失透、或者玻璃容易着色成茶褐色。因此,TiO2的含量优选为0~10%、特别是0%以上且不足0.1%。
P2O5是提高耐失透性的成分、特别是抑制ZrO2系的失透结晶的析出的成分,另外也是不易使玻璃开裂的成分。然而,若P2O5的含量过多,则玻璃容易分相成乳白色。因此,P2O5的含量优选为0~10%、0~0.2%、特别是0%以上且不足0.1%。
ZnO是使高温粘度降低的成分。若ZnO的含量过多,则耐失透性变得容易降低。因此,ZnO的含量优选为0~10%、特别是0~5%。
SO3是作为澄清剂起作用的成分,其含量优选为0~1%、特别是0.01~1%。另外,若利用浮法使玻璃板成型,则能够廉价地大量生产玻璃板,在此情况下,作为澄清剂优选使用芒硝。
Sb2O3是作为澄清剂起作用的成分,在利用浮法使玻璃板成型的情况下是使玻璃着色的成分,另外也是担心环境负荷的成分。Sb2O3的含量优选为0~1%、特别是0%以上且不足0.1%。
As2O3是作为澄清剂起作用的成分,在利用浮法使玻璃板成型的情况下是使玻璃着色的成分,另外也是担心环境负荷的成分。As2O3的含量优选为0~1%、特别是0%以上且不足0.1%。
SnO2是作为澄清剂起作用的成分,且是使耐失透性降低的成分。SnO2的含量优选为0~1%、特别是0%以上且不足0.1%。
除了上述成分以外,为了提高溶解性、清澄性、成型性,还可以以总量计分别添加最多1%的F、Cl、CeO2。另外,为了提高化学耐久性,还可以分别添加最多3%的Nb2O5、HfO2、Ta2O5、Y2O3、La2O3。进一步,为了调整色调,还可以添加以总量计最多2%的上述以外的稀土氧化物、过渡金属氧化物。
第二实施方式的玻璃中,热膨胀系数优选为70×10-7~100×10-7/℃、特别是80×10-7~90×10-7/℃。这样的话,则容易与密封熔接等的周边部件的热膨胀系数匹配。另外,若热膨胀系数变得过高,则耐热冲击性容易降低,其结果是,在制造PDP等时的热处理工序中,玻璃板容易产生裂纹。
第二实施方式的玻璃中,密度优选为2.90g/cm3以下、特别是2.85g/cm3以下。这样的话,则容易使PDP等的支撑部件的成本低廉化。另外,“密度”可以通过公知的阿基米德法进行测定。
第二实施方式的玻璃中,优选为大于600℃且在650℃以下、大于605℃且在650℃以下、特别是大于610℃且在650℃以下。这样的话,在制造PDP等时的热处理工序中,玻璃板不易产生热收缩、热变形。
第二实施方式的玻璃中,104.0dPa·s下的温度优选为1200℃以下、特别是1180℃以下。这样的话,则低温下容易使玻璃板成型。
第二实施方式的玻璃中,102.5dPa·s下的温度优选为1520℃以下、特别是1460℃以下。这样的话,则低温下容易使玻璃原料溶解。另外,“102.5dPa·s下的温度”可以通过铂球提拉法进行测定。
第二实施方式的玻璃中,液相温度优选为1160℃以下、特别是1100℃以下。若液相温度上升,则成型时玻璃容易失透,成型性变得容易降低。
第二实施方式的玻璃中,液相粘度优选为104.0dPa·s以上、特别是104.3dPa·以上。若液相粘度降低,则成型时玻璃容易失透,成型性变得容易降低。
第二实施方式的玻璃中,介电常数优选为8以下、进一步优选7.9以下、特别是7.8以下。这样的话,则由于使电池单元发光1次所需的电流量变小,因而容易降低PDP等的消耗电力。这里,“介电常数”是指基于ASTM D150—87,在25℃、1MHz的条件下测定而得的值。
第二实施方式的玻璃中,体积电阻率(150℃)优选为11.0以上、特别是11.5以上。这样的话,则由于玻璃中的碱成分难以移动,因而碱成分不易与ITO膜等的电极反应,其结果是,电极的电阻不易变化。这里,“体积电阻率(150℃)”是指基于ASTM C657—78,在150℃下测定而得的值。
第二实施方式的玻璃中,介电损耗角正切优选为0.05以下、0.01以下、特别是0.005以下。若介电损耗角正切变高,则在对像素电极等施加电压时,有可能玻璃发热而对PDP等的工作特性造成不良影响。这里,“介电损耗角正切”是指基于ASTM D150—87,在25℃、1MHz的条件下测定而得的值。
第二实施方式的玻璃中,杨氏模量优选为78GPa以上、特别是80GPa以上。另外,比杨氏模量优选为27.5GPa/(g/cm3)以上、特别是28GPa/(g/cm3)以上。这样的话,则玻璃板不易翘曲,因而不会在搬送工序、梱包工序中进行处理时产生较大的摇动而下落,或者与其他部件接触而破损。这里,“杨氏模量”是指利用共振法测定而得的值。“比杨氏模量”是杨氏模量除以密度而得的值。
第二实施方式的玻璃可以通过如下所述的方法制作:将按照上述的玻璃组成范围调制的玻璃原料投入连续熔融炉,对玻璃原料进行加热熔融后,对所得玻璃熔液进行脱泡,然后供给到成型装置,成型为板状等,并进行退火,由此进行制作。
作为玻璃板的成型方法,可例示浮法、流孔下拉法、溢流下拉法、重新引下法等,在廉价地大量生产玻璃板的情况下优选采用浮法。
另外,相关发明的玻璃除了能够适用于PDP、场致发射显示器等的FPD以外,还能够适用于硅太阳能电池、色素敏化型太阳能电池。
实施例1
<本发明的实施例>
以下,对本发明的实施例进行说明。另外,以下的实施例只是简单例示。本发明并不受到以下的实施例的任何限定。
表1~6表示本发明的实施例(试样No.1~35、39~45)、比较例(试样No.36~38)。
[表1]
Figure BDA0000401954230000211
[表2]
Figure BDA0000401954230000221
[表3]
[表4]
Figure BDA0000401954230000241
[表5]
Figure BDA0000401954230000251
[表6]
Figure BDA0000401954230000261
如下所述地制作试样No.1~45。将首先按照表中的玻璃组成调制的玻璃批料放入铂坩埚,在1550℃下使其熔融2小时。接着,使所得熔融玻璃流出到碳板上,成型为平板形状后,进行退火。然后,根据各测定进行规定的加工。对于所得的各试样,评价了热膨胀系数α、密度d、应变点Ps、退火点Ta、软化点Ts、104dPa·s下的温度、103dPa·s下的温度、102.5dPa·s下的温度、102dPa·s下的温度、液相温度TL、液相粘度log10ηTL、体积电阻率ρ(150℃、250℃、350℃)、介电常数ε、介电损耗角正切tanδ、杨氏模量、比杨氏模量。这些结果示于表1~6。
热膨胀系数α是利用膨胀仪测定30~380℃下的平均热膨胀系数而得的值。另外,作为测定试样,使用直径5.0mm、长20mm的圆柱试样。
密度d是利用公知的阿基米德法测定而得的值。
应变点Ps、退火点Ta、软化点Ts是基于ASTM C336-71测定而得的值。
104dPa·s下的温度、103dPa·s下的温度、102.5dPa·s下的温度是利用铂球提拉法测定而得的值。另外,104dPa·s下的温度相当于成型温度。
液相温度TL是如下所述的值:将通过标准筛30目(500μm)、并残留在50目(300μm)的玻璃粉末放入铂舟后,将该铂舟在温度梯度炉中保持24小时,测定结晶析出的温度而得的值。液相粘度log10ηTL是利用铂球提拉法测定液相温度TL下的玻璃粘度而得的值。另外,液相温度越低、并且液相粘度越高,则耐失透性越提高、成型时玻璃中失透结晶越不易析出,其结果是,容易廉价地制作大型的玻璃板。
体积电阻率ρ是指在各温度下,基于ASTM C657-78测定而得的值。
介电常数ε、介电损耗角正切tanδ是基于ASTM D150—87,在25℃、1MHz的条件下测定而得的值。
杨氏模量是指利用共振法测定而得的值。另外,比杨氏模量是杨氏模量除以密度而得的值。
由表1~6可知,试样No.1~35、39~45的应变点为大于600℃且在650℃以下,因而具有高耐热性。另外,试样No.1~35、39~45的热膨胀系数为70~100×10-7/℃,因而容易与薄膜太阳能电池的电极膜、光电转换膜的热膨胀系数匹配。进一步,就试样No.1~33、39~45而言,104dPa·s下的温度不足1200℃、液相粘度为104.0dPa·s以上,因而生产率优异。
另一方面,试样No.36虽然应变点高,但其不含有碱成分、特别是Na2O,因而认为难以提高CIS系太阳能电池的光电转换效率。另外,试样No.36由于热膨胀系数过低,因而认为难以与薄膜太阳能电池的电极膜、光电转换膜的热膨胀系数匹配。
试样No.37、38是通用的玻璃板。特别是、试样No.38是专利文献1中记载的玻璃板。试样No.37、38的应变点为约580℃以下,因而认为在热处理工序中玻璃板容易产生热变形、热收缩,无法充分提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。
实施例2
<相关发明的实施例>
以下,说明相关发明的实施例。另外,以下的实施例只是简单例示。相关发明并不受到以下的实施例的任何限定。
表7~12表示相关发明的实施例(试样No.46~78、81~84)、比较例(试样No.79~80)。
[表7]
Figure BDA0000401954230000291
[表8]
Figure BDA0000401954230000301
[表9]
Figure BDA0000401954230000311
[表10]
Figure BDA0000401954230000321
[表11]
Figure BDA0000401954230000331
[表12]
Figure BDA0000401954230000341
如下所述地制作试样No.46~84。将首先按照表中的玻璃组成调制的玻璃批料放入铂坩埚,在1550℃下使其熔融2小时。接着,使所得熔融玻璃流出到碳板上,成型为平板形状后,进行退火。然后,根据各测定,进行规定的加工。对于所得的各试样,评价了热膨胀系数α、密度d、应变点Ps、退火点Ta、软化点Ts、104dPa·s下的温度、103dPa·s下的温度、102.5dPa·s下的温度、102dPa·s下的温度、液相温度TL、液相粘度log10ηTL、体积电阻率ρ(150℃、250℃、350℃)、介电常数ε、介电损耗角正切tanδ、杨氏模量、比杨氏模量。这些结果示于表1~6。
热膨胀系数α是利用膨胀仪测定30~380℃下的平均热膨胀系数而得的值。另外,作为测定试样,使用直径5.0mm、长20mm的圆柱试样。
密度d是利用公知的阿基米德法测定而得的值。
应变点Ps、退火点Ta、软化点Ts是基于ASTM C336-71测定而得的值。
104dPa·s下的温度、103dPa·s下的温度、102.5dPa·s下的温度是利用铂球提拉法测定而得的值。另外,104dPa·s下的温度相当于成型温度。
液相温度TL是如下所述的值:将通过标准筛30目(500μm)、并残留在50目(300μm)的玻璃粉末放入铂舟后,将该铂舟在温度梯度炉中保持24小时,测定结晶析出的温度而得的值。液相粘度log10ηTL是利用铂球提拉法测定液相温度TL下的玻璃粘度而得的值。另外,液相温度越低、另外液相粘度越高,则耐失透性越提高、成型时玻璃中失透结晶越难以析出,其结果是,容易廉价地制作大型的玻璃板。
体积电阻率ρ是指在各温度下,基于ASTM C657-78测定而得的值。
介电常数ε、介电损耗角正切tanδ是基于ASTM D150—87,在25℃、1MHz的条件下测定而得的值。
杨氏模量是指利用共振法测定而得的值。另外,比杨氏模量是杨氏模量除以密度而得的值。
如表7~12所示,可知试样No.46~78、81~84由于应变点为大于600℃且在650℃以下,因而具有高耐热性。另外,试样No.46~78、81~84由于热膨胀系数为70×10-7~100×10-7/℃,因而容易与PDP等的构成部件的热膨胀系数匹配。进一步,试样No.46~78、81~84由于104dPa·s下的温度不足1200℃、液相粘度为104.0dPa·s以上,因而生产率优异。
试样No.79、80由于应变点为约580℃以下,因而认为热处理工序中热收缩大、难以制作高精细的显示器等。
另外,试样No.79、80是通用的玻璃。
试样No.82由于MgO的含量在规定范围外,因而ZrO2系的失透结晶容易析出、液相温度变高。
试样No.83由于SrO的含量过少,因而存在104dPa·s下的温度上升、且玻璃的制造成本高涨的可能。

Claims (13)

1.一种薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
作为玻璃组成,以质量%计,含有:
SiO2  45%~60%;
Al2O3  大于8.0%且在18%以下;
B2O3  0%~15%但不包括15%;
MgO+CaO+SrO+BaO  1%~40%;
Na2O+K2O  1%~30%;
并且应变点大于580℃。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
质量比Na2O/(MgO+CaO+SrO+BaO+Li2O+Na2O+K2O)为0.05~0.5。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
SiO2-Al2O3为28%~50%、MgO+CaO+SrO+BaO为15%~40%、MgO+CaO为0%~10%、质量比CaO/MgO大于1.0、CaO+SrO为0%~30%。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
其还包含Fe2O3  0.01%~1%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
其还包含SO3  0.01%~1%,并且利用浮法成型而成。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
应变点大于600℃且在650℃以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
热膨胀系数为70×10-7/℃~100×10-7/℃。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
104.0dPa·s下的温度为1200℃以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
液相粘度为104.0dPa·s以上。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
形成有热膨胀系数为60×10-7/℃~120×10-7/℃的膜,并且该膜的成膜温度为500℃~700℃。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
未进行化学强化处理。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
其用于CIS系太阳能电池。
13.根据权利要求1~11中任一项所述的薄膜太阳能电池用玻璃板,其特征在于,
其用于CdTe系太阳能电池。
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