CN107010833A - 一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法，包括以下步骤：a、对硅砂进行筛分粒度分级；b、取60～100目、100～150目或150～230目硅砂的任意一种作为硅砂配料；c、按照质量百分比配置如下玻璃原料：38.66～39.13％的硅砂配料、19.43～20.35％的长石、2.34～4.82％的白云石、11.13～11.5％的石灰石、17.94～17.99％的纯碱、2.08～2.61％的K2CO3、2.05～2.72％的ZrO2、2.26～2.29％的SrCO3与0.15～0.17％的SnO；d、熔制与成型得到气泡少，且均质性良好的薄膜太阳能电池玻璃基板。
Description
技术领域
本发明涉及特种玻璃制造技术领域，具体是一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法。
背景技术
薄膜太阳能电池玻璃基板作为太阳能电池的载体，其性能往往会影响到太阳能电池的性能。而玻璃熔制过程中，气泡是一种最为常见的缺陷，它会影响玻璃制品的外观、透过率、机械强度和硬度等。当薄膜太阳能电池玻璃基板残存有一定数量微气泡且均质性不好时，进而影响膜层的质量，从而使整个太阳能电池器件性能指标下降，限制了薄膜太阳能电池光电转换效率的进一步提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法，该方法制备得到的玻璃基板气泡少，且均质性良好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法，包括以下步骤：
a、对硅砂进行筛分，按60目、100目、150目与230目依次进行粒度分级；
b、取60～100目、100～150目或150～230目硅砂的任意一种作为硅砂配料；
c、按照质量百分比配置如下玻璃原料：38.66～39.13％的硅砂配料、19.43～20.35％的长石、2.34～4.82％的白云石、11.13～11.5％的石灰石、17.94～17.99％的纯碱、2.08～2.61％的K2CO3、2.05～2.72％的ZrO2、2.26～2.29％的SrCO3与0.15～0.17％的SnO；
d、熔制与成型
将各玻璃原料混合均匀后，按照玻璃基板熔制工艺进行熔制，再经过成型得到薄膜太阳能电池玻璃基板；所述薄膜太阳能电池玻璃基板按质量百分比包括以下氧化物：62.5～64wt.%的SiO2 、4～4.8wt.%的Al2O3 、1～4wt.%的ZrO2 、11～15wt.%Na2O、1～4wt.%的K2O，1～2wt.%的MgO、8～9wt.%的CaO、1～2wt.%的SrO以及0.1～0.3wt.%的SnO。
本发明的有益效果是：
硅砂作为玻璃的最主要的原料，占比最大，其颗粒度对玻璃熔化与均化的影响也最大；硅砂的熔化时间与其粒径成正比，粒径越大越难熔，为了降低熔制时间，应当减小硅砂粒径；但是当硅砂中超细粉含量过高时，由于其比表面积大，静电吸附效应比较强，容易导致配合料结团而不利于熔化，同时，由于超细粉的粒径非常小，在熔化时的反应速度也将会加快，剧烈发泡，由此所产生的大量微小气泡不易排除，将会导致玻璃液澄清困难；并且超细粉的过早参与反应，造成配合料熔制分层，不利于玻璃的均化，使得玻璃的均质性较差；因此，本发明对硅砂原料进行粒度分级，使硅砂的粒度范围在熔制过程中能够满足残存气泡数量少、气泡直径小，使各个原料在熔制过程中的熔化反应相对完全，提高玻璃液的均化程度，从而得到气泡少，且均质性良好的薄膜太阳能电池玻璃基板。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明实施例一选取60～100目硅砂熔制的玻璃样品的气泡图；
图2是本发明实施例二选取100～150目硅砂熔制的玻璃样品的气泡图；
图3是本发明实施例三选取150～230目熔制的玻璃样品的气泡图；
图4是传统方法熔制的玻璃样品的气泡图。
具体实施方式
实施例一
本发明提供一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法，包括以下步骤：
a、对硅砂进行筛分，按60目、100目、150目与230目依次进行粒度分级；
硅砂中的粒度分布：60目以下的硅砂占硅砂总量的11.95wt.%、60～100目的硅砂占硅砂总量的41.16wt.%、100～150目的硅砂占硅砂总量的12.38wt.%、150～230目的硅砂占硅砂总量的27.38wt.%、230目以上的硅砂占硅砂总量的7.14wt.%；
b、取60～100目硅砂、100～150目或150～230目硅砂的任意一种作为硅砂配料；
c、按照如下质量配置原料：232.7g的硅砂配料、121.05g的长石、22.65g的白云石、68.4g的石灰石、107.0g的纯碱、12.35g的K2CO3、16.16g的ZrO2、13.53g的SrCO3与0.89g的SnO；各原料的化学组成分析见表1，K2CO3、ZrO2、SrCO3与SnO为分析纯；
表1
d、熔制与成型
将各玻璃原料混合均匀后，按照玻璃基板熔制工艺进行熔制，具体为由室温升至1100℃，用时2小时；由1100℃升至1550℃，用时3小时，之后保温2小时；再经过成型得到薄膜太阳能电池玻璃基板；所述薄膜太阳能电池玻璃基板按质量百分比包括以下氧化物：63.04wt.%的SiO2 、4.36wt.%的Al2O3 、3.2wt.%的ZrO2 、13.6wt.%Na2O、2.8wt.%的K2O，1.56wt.%的MgO、8.6wt.%的CaO、1.88wt.%的SrO以及0.16wt.%的SnO。
如图1所示，利用HTO（High Temperature Observation of Processes in MoltenGlass）观察选取60～100目硅砂作为硅砂配料熔制时的玻璃样品，其澄清用时69分钟。
实施例二
本发明提供一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法，包括以下步骤：
a、对硅砂进行筛分，按60目、100目、150目与230目依次进行粒度分级；硅砂中的粒度分布与实施例一相同；
b、取60～100目硅砂、100～150目或150～230目硅砂的任意一种作为硅砂配料；
c、按照如下质量配置原料：233.3g的硅砂配料、116.35g的长石、28.85g的白云石、66.63g的石灰石、107.4g的纯碱、15.65g的K2CO3、16.16g的ZrO2、13.53g的SrCO3与0.89g的SnO；各原料的化学组成与实施例一相同；
d、熔制与成型
将各原料混合均匀后，按照玻璃基板熔制工艺进行熔制，具体为由室温升至1100℃，用时2小时；由1100℃升至1550℃，用时3小时，之后保温2小时；再经过成型得到薄膜太阳能电池玻璃基板；所述薄膜太阳能电池玻璃基板按质量百分比包括以下氧化物：62.5wt.%的SiO2 、4.2wt.%的Al2O3 、3.2wt.%的ZrO2 、13.6wt.%Na2O、3.2wt.%的K2O，1.8wt.%的MgO、8.8wt.%的CaO、1.88wt.%的SrO以及0.16wt.%的SnO。
如图2所示，利用HTO（High Temperature Observation of Processes in MoltenGlass）观察选取100～150目硅砂作为硅砂配料熔制时的玻璃样品，其澄清用时40分钟。
实施例三
本发明提供一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法，包括以下步骤：
a、对硅砂进行筛分，按60目、100目、150目与230目依次进行粒度分级；硅砂中的粒度分布与实施例一相同；
b、取60～100目硅砂、100～150目或150～230目硅砂的任意一种作为硅砂配料；
c、按照如下质量配置原料：228.35g的硅砂配料、134.05g的长石、13.85g的白云石、67.45g的石灰石、105.95g的纯碱、14.4g的K2CO3、12.12g的ZrO2、13.53g的SrCO3与1.0g的SnO；各原料的化学组成与实施例一相同；
d、熔制与成型
将各原料混合均匀后，按照玻璃基板熔制工艺进行熔制，具体为由室温升至1100℃，用时2小时；由1100℃升至1550℃，用时3小时，之后保温2小时；再经过成型得到薄膜太阳能电池玻璃基板；所述薄膜太阳能电池玻璃基板按质量百分比包括以下氧化物：64.0wt.%的SiO2 、4.8wt.%的Al2O3 、2.4wt.%的ZrO2 、13.6wt.%Na2O、3.2wt.%的K2O，1.2wt.%的MgO、8.0wt.%的CaO、1.88wt.%的SrO以及0.18wt.%的SnO。
如图3所示，利用HTO（High Temperature Observation of Processes in MoltenGlass）观察取150～230目硅砂作为硅砂配料熔制时的玻璃样品，其澄清用时60分钟。
结合图4所示，利用HTO（High Temperature Observation of Processes inMolten Glass）观察传统方法熔制时的玻璃样品，其澄清用时81分钟。
对比图1～4，本发明提出的硅砂粒度级配方式可以有效的降低玻璃的残存气泡数量和气泡直径，获得均质性良好的优质薄膜太阳能电池玻璃基板。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (1)
1.一种薄膜太阳能电池玻璃基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、对硅砂进行筛分，按60目、100目、150目与230目依次进行粒度分级；
b、取60～100目、100～150目或150～230目硅砂的任意一种作为硅砂配料；
c、按照质量百分比配置如下玻璃原料：38.66～39.13％的硅砂配料、19.43～20.35％的长石、2.34～4.82％的白云石、11.13～11.5％的石灰石、17.94～17.99％的纯碱、2.08～2.61％的K2CO3、2.05～2.72％的ZrO2、2.26～2.29％的SrCO3与0.15～0.17％的SnO；
d、熔制与成型
将各玻璃原料混合均匀后，按照玻璃基板熔制工艺进行熔制，再经过成型得到薄膜太阳能电池玻璃基板；所述薄膜太阳能电池玻璃基板按质量百分比包括以下氧化物：62.5～64wt.%的SiO2 、4～4.8wt.%的Al2O3 、1～4wt.%的ZrO2 、11～15wt.%Na2O、1～4wt.%的K2O，1～2wt.%的MgO、8～9wt.%的CaO、1～2wt.%的SrO以及0.1～0.3wt.%的SnO。
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