ES2720145T3 - Empleo de vidrios para aplicaciones fotovoltaicas - Google Patents

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Abstract

Empleo de un vidrio para aplicaciones fotovoltaicas, presentando el vidrio un contenido en agua de < 10 mmol/litro, y presentando la siguiente composición vítrea (en % en peso en base a óxido) o estando constituido por la misma: SiO2 49 - 69 % en peso B2O3 0 - 2 % en peso, preferentemente B2O3 0 % en peso, Al2O3 >4,7 - 19 % en peso, preferentemente Al2O3 > 5 - 17 % en peso, Li2O 0 - 4 % en peso, preferentemente Li2O 0 - <0,3 % en peso, Na2O >10- 18 % en peso, Preferentemente >15 - 18 % en peso, K2O >0 - 8 % en peso, preferentemente K2O >0 - <5 % en peso, en especial K2O >0 - <4 % en peso, ascendiendo la suma Li2O+ Na2O+ K2O a >10 - 19 % en peso, y MgO 0 - 6 % en peso CaO 0 - <5 % en peso SrO 0 - 7 % en peso, preferentemente SrO 0 - <0,5 % en peso, BaO 0 - 10 % en peso, preferentemente BaO 1 - 9 % en peso, de modo especialmente preferente BaO 2 - 4 % en peso, ascendiendo la suma MgO+CaO+SrO+BaO a 7 - 15 % en peso, y F 0 - 3 % en peso TiO2 0 - 6 % en peso, preferentemente TiO2 >0,1 - 5 % en peso, Fe2O3 0 - 0,5 % en peso ZrO2 >0 - 6 % en peso, preferentemente ZrO2 1 - 6 % en peso, de modo especialmente preferente ZrO2 1,5 - 5 % en peso, ascendiendo die Suma BaO+ZrO2 a 2 - 15 % en peso, preferentemente 3 - 15 % en peso, ZnO 0 - 3 % en peso, preferentemente ZnO 0 - 2 % en peso, de modo especialmente preferente 0,3 - 1,8 % en peso CeO2 0 - 3 % en peso WO3 0 - 3 % en peso Bi2O3 0 - 3 % en peso MoO3 0 - 3 % en peso, presentando el vidrio agentes de afinado habituales, como por ejemplo sulfatos, cloruros, Sb2O3, As2O3, SnO2.

Description

DESCRIPCIÓN
Empleo de vidrios para aplicaciones fotovoltaicas
La invención se refiere al empleo de vidrios especiales para aplicaciones fotovoltaicas.
La fotovoltaica es la transformación directa de energía solar en energía eléctrica. La transformación de energía fotovoltaica se efectúa con células solares, en unidades mayores como los denominados módulos solares, en instalaciones fotovoltaicas. Este tipo de generación de energía se aplica, a modo de ejemplo, en superficies de tejados, en parquímetros, en calculadoras de bolsillo, en paredes insonorizadas y en superficies descubiertas. La electricidad generada se puede emplear in situ, almacenar en acumuladores o alimentar en redes eléctricas. En el caso de alimentación de la energía en la red eléctrica pública, la corriente continua generada por las pilas solares se transforma en corriente alterna por un inversor de corriente.
Las células solares se clasifican según diversos criterios. El criterio más común es el espesor de material, se diferencia entre pilas de capa gruesa y delgada. Otro criterio es el material empleado. El más frecuente mundialmente es silicio, como células monocristalinas (c-Si), células policristalinas o multicristalinas (poli-Si o mc-Si), silicio amorfo (a-Si) y silicio cristalino, por ejemplo silicio microcristalino (pc-Si). También se emplean materiales semiconductores: por ejemplo en células solares de semiconductores IlI-V, como células de GaAs, células solares de semiconductores Il-Vl, como células de CdTe, o células solares de semiconductores I-III-VI, en especial células solares de CIS o CIGS (calcopirita, en inglés copper, jndium, gallium, sulfur, o selenium). CIGS representa Cu(Ini-x,Gax)(Si-y,Sey)2 y es una tecnología de capa delgada conocida para células solares, y representa la abreviatura de los elementos empleados cobre, indio, galio, azufre y selenio. Son ejemplos importantes Cu(In,Ga)Se2 (diseleniuro de cobre-idio-galio) o CuInS2 (disulfuro de cobre-indio).
Existen células solares de capa delgada en diversas variaciones, según sustrato y materiales metalizados al vacío. En comparación con células solares cristalinas sobre obleas de silicio, las células de capa delgada son aproximadamente 100 veces más delgadas. Las células de capa delgada se diferencian de las células solares tradicionales (células solares cristalinas basadas en obleas de silicio) sobre todo en sus procedimientos de producción, y en los espesores de capa de los materiales empleados. Una ventaja de la tecnología de capa delgada es una cadena de valor relativamente corta, ya que la producción de semiconductores, células y módulos está integrada. En especial células solares de capa delgada a base de semiconductores compuestos, como por ejemplo CdTe o CIGS, muestran una excelente estabilidad, así como eficiencias de conversión de energía muy elevadas. Los semiconductores se distinguen sobre todo por que son semiconductores directos, y absorben eficazmente la luz solar ya en una capa relativamente delgada (aproximadamente 2 pm). Con ayuda de la tecnología de capa delgada se pueden generar módulos de vida especialmente larga, que muestran grados de acción estables durante muchos años. Otro punto fuerte de las células solares de capa delgada es que se pueden producir de manera sencilla y en gran superficie. Por lo tanto, éstas constituyen la mayor cuota de mercado actualmente.
No obstante, las tecnologías de precipitación para tales capas fotoactivas delgadas requieren temperaturas de proceso elevadas para obtener grados de acción elevados. En este caso, los intervalos de temperatura típicos se sitúan entre 450 y 600°C, limitándose la temperatura máxima prácticamente solo por el sustrato. Para aplicaciones de gran superficie, generalmente se emplea vidrio como sustrato. En este caso se trata generalmente de vidrio de silicato sodocálcico flotado (vidrio para ventanas), que se emplea debido a consideraciones económicas, en especial los bajos costes, y debido a su coeficiente de dilatación térmico adaptado a las capas de semiconductor (CTE, Coefficient of thermal expansión). A modo de ejemplo, del documento DE 43 33 407 C1 y del documento WO 94/07269 A i se pueden extraer células solares en las que se aplica una capa de semiconductor de calcopirita sobre un vidrio de silicato sodocálcico como sustrato.
No obstante, la reducción de costes juega un papel cada vez mayor también para la tecnología de capa delgada en la fotovoltaica. La reducción de costes se puede conseguir sobre todo mediante reducción del consumo de material, un acortamiento de los tiempos de proceso y, vinculado a éstos, una productividad más elevada, así como el aumento del rendimiento.
El vidrio de silicato sodocálcico posee una temperatura de transformación de aproximadamente 490 - 520°C, y de este modo dificulta todos los siguientes procesos por encima de 525°C (temperaturas de proceso habituales en el caso de revestimientos de CIGS 530°C - actualmente como máximo 580°C), ya que, de lo contrario, conduce a la denominada “caída" en vidrios planos, o bien “inclinación" en vidrios tubulares, es decir, a curvaturas, y comienza a deformarse. Esto se considera tanto más cuanto mayor es el sustrato a revestir y cuanto más se aproxima la temperatura de proceso a la temperatura de transformación (Tg) del vidrio, o supera ésta. Combaduras o deformaciones plantean problemas en especial en las denominadas instalaciones de procesos en línea, con lo cual se reducen claramente la productividad y el rendimiento.
Además, generalmente es sabido que se puede obtener una mejora de las propiedades eléctricas de células solares de capa delgada a base de semiconductores compuestos si éstos se precipitan a temperaturas más elevadas, es decir, > 550°C. Por consiguiente, sería deseable realizar el proceso de precipitación de capas delgadas de semiconductores compuestos a temperaturas más elevadas, para obtener de este modo tasas de precipitación y enfriamiento más elevadas, así como un rendimiento acrecentado del componente fotovoltaico. Como ya se ha mencionado, esto no se puede conseguir con vidrio de silicato sodocálcico como sustrato.
Por el estado de la técnica son conocidos numerosos vidrios para empleo en la fotovoltaica: una alternativa para vidrio de silicato sodocálcido como vidrio sustrato para módulos fotovoltaicos de capa delgada a base de semiconductores compuestos se describe, a modo de ejemplo, en el documento DE 10005088 C1. De este modo, el documento DE 10005088 C1 da a conocer un vidrio de borosilicato de aluminio que contiene álcali, aunque su coeficiente de dilatación térmico (CTE) a20/300 se sitúa en el intervalo entre 4,5 y 6,0 x 10-6/K, lo que corresponde al CTE de la primera capa, es decir, el contacto de retorno (a modo de ejemplo de molibdeno). Por lo tanto, no se garantiza la adherencia de capa de una capa de CIGS sobre tales sustratos. El vidrio contiene adicionalmente hasta un 8 % en peso de B2O3, que se puede evaporar/difundir a partir del sustrato en especial a temperaturas elevadas, es decir, > 550°C, y actúa como veneno de semiconductor en el sistema de CIGS. Sería deseable un sustrato que puede contener boro, pero que no se evapora y, de este modo, es inofensivo para el proceso de precipitación y, por consiguiente, la capa de semiconductor.
En el documento JP 11-135819 A se describe además una célula solar a base de semiconductores compuestos, presentando el sustrato de vidrio una composición similar a vidrio de silicato sodocálcico. Sin embargo, estos vidrios contienen una proporción elevada de iones alcalinotérreos, lo que conduce a la que la movilidad de iones alcalinos se reduzca drásticamente, o bien se impida. Generalmente es sabido que los iones alcalinos juegan un papel importante durante la precipitación de capa de las capas delgadas de semiconductores compuestos y, por lo tanto, es deseable disponer de un sustrato para el proceso de precipitación que posibilite una emisión de iones alcalinos homogénea espacial, así como temporalmente.
El documento DE 102006 062448 A1 da a conocer además un módulo fotovoltaico que comprende una capa de electrodo, silicio en capa delgada y una placa conversora de vidrio dopado y/o vitrocerámica dopada, presentando la placa conversora constituida por vidrio o vitrocerámica un índice de refracción n de al menos 1,49, y estando dopada la misma con al menos un metal no ferroso y/o al menos un metal del grupo de tierras raras. Debido a la placa conversora de vidrio y/o vitrocerámica, el módulo fotovoltaico conduce a pérdidas de reflexión en la superficie. El módulo fotovoltaico presenta además un contenido en agua de menos de 40 mmol/l. El metal no ferroso se selecciona a partir de MnO2, CrO3, NiO y/o una combinación de los mismos. Los metales del grupo de tierras raras se seleccionan a partir de óxidos y fluoruros divalentes o trivalentes de samario, europio, tulio, terbio, itrio e iterbio y/o combinaciones de los mismos. Los vidrios empleados según la invención no deben estar dopados con compuestos seleccionados a partir de MnO2, CrO3, NiO y/o combinaciones de los mismos; los vidrios empleados en la presente invención tampoco deben estar dopados con compuestos seleccionados a partir de óxidos y fluoruros divalentes o trivalentes de samario, europio, tulio, terbio, itrio e iterbio y/o combinaciones de los mismos. Los vidrios según el documento DE 10 2006 062 448 A1 se refieren a vidrios completamente diferentes, que no son comparables con los vidrios según la invención.
Hasta el momento, en el estado de la técnica apenas se consideró que el contenido en agua de los vidrios para el empleo en células solares podría tener importancia. El único documento del estado de la técnica que se ocupa de ello es el documento DE 102009020954 (corresponde al documento DE 102009 050987 B3). En el documento DE 102009020954 se describe un vidrio sustrato multicomponente que contiene Na2O, que presenta un contenido en agua en el intervalo de 25 a 80 mmol/litro, determinado por medio de la intensidad de vibración de alargamiento 13-OH en el intervalo de 2700 nm en el espectro IR. Estos vidrios son entonces apropiados solo como vidrios sustrato para células solares de capa delgada, si su contenido en agua asciende al menos a 25 mmol/litro. Esto se atribuye a que solo con un contenido en agua de 25 mmol/litro y más, los venenos de semiconductor presentes en el vidrio, como hierro, arsénico y boro, se presentan enlazados químicamente y, por consiguiente, ya no pueden llegar del vidrio al semiconductor. En la composición de vidrio descrita desempeña un papel asimismo una alta movilidad de iones sodio en el vidrio a temperaturas > 600°C. En este caso, es igualmente esencial el contenido en agua más elevado descrito. Según el documento DE 102009020954, un contenido en sodio elevado, junto con el contenido en agua elevado de 25 a 80 mmol/litro, mejora el rendimiento de una célula solar fotovoltaica, especialmente en base a la tecnología CIGS.
Además, por el estado de la técnica es conocido el documento WO 2011/091961 A1, que es relevante solo para la evaluación de la novedad, y se refiere a una célula fotovoltaica, preferentemente una célula fotovoltaica de capa delgada, que comprende un sustrato producido a partir de un vidrio de silicato de aluminio. Según el ejemplo 4 se describe un vidrio compuesto por (en % en peso): 55,70 de SiO2, 15,00 de A^O3, 11,10 de Na2O, 4,00 de K2O, 3,90 de MgO, 3,00 de CaO, 4,50 de BaO, 2,50 de ZrO2, 0,20 de SO3 y 0,1 de F.
Según el documento EP 2383793 A1, que es relevante solo para la evaluación de la novedad, se da a conocer una célula solar que comprende un tubo doble, constituido por 2 tubos de vidrio de diferente diámetro, así como una capa de conversión fotovoltaica formada entre los 2 tubos de vidrio, estando cerrado el tubo doble en ambos extremos de una parte en la que se ha formado la capa de conversión fotovoltaica, estando constituido al menos uno de ambos tubos de vidrio por un vidrio que presenta en % en peso, referido a los óxidos: un 60 a un 75 % de SiO2, un 4 a un 10 % de A^O3, un 0 a un 5 % de B2O3, un 0 a un 5 % de MgO, un 0,5 a un 5 % de CaO, un 0 a un 0,5 % de SrO, un 0 a un 11 % de BaO, un 10 a un 16 % de Na2O, un 0 a un 10 % de K2O y un 0,5 a un 10 % de ZrO2. Por el documento WO 2011/049146 A1, que es relevante solo para la valoración de la novedad, se describe una placa de vidrio para células solares de Cu-In-Ga-Se (CIGS), conteniendo el vidrio en % en moles, referido a los óxidos: un 60 a un 75 % de SiO2, un 3 a un 10 % de A^O3, un 0 a un 3 % de B2O3, un 5 a un 18 % de MgO, un 0 a un 5 % de CaO, un 4 a un 18,5 % de Na2O y un 0 a un 17 % de K2O, así como SrO, BaO y ZrO2 en una cantidad total de un 0 a menos de un 10 %, con K2O/(Na2O+K2O) = 0 a 0,5 y una temperatura de transición vítrea por encima de 550°C.
El documento WO 2010/050591 A1 da a conocer una célula solar que comprende un tubo doble, constituido por 2 tubos de vidrio de diferente diámetro, así como una capa de conversión fotovoltaica formada entre los 2 tubos de vidrio, estando cerrado el tubo de vidrio en ambos extremos de las partes donde se ha formado la capa de conversión fotovoltaica, estando constituido al menos uno de ambos tubos de vidrio por un vidrio que contiene en % en peso, referido a los óxidos: un 60 a un 70 % de SiO2, un 4 a un 10 % de A^O3, un 0 a un 3 % de B2O3, un 0 a un 4 % de MgO, un 2 a un 9 % de CaO, un 1 a un 10 % de SrO, un 0 a un 2 % de BaO, un 10 a un 16 % de Na2O, un 0 a un 5 % de K2O, un 0 a un 2 % de ZrO2 y un 0 a un 2 % de CeO2.
El documento US 2005/0003136 A1 se refiere a una composición de vidrio que comprende, en % en peso: un 59 a un 68 % de SiO2, un 9,5 a un 15 % de A^O3, un 0 a un 1 % de Li2O, un 3 a un 18 % de Na2O, un 0 a un 3,5 % de K2O, un 0 a un 15 % de MgO, un 1 a un 15 % de CaO, un 0 a un 4,5 % de SrO, un 0 a un 1 % de BaO, un 0 a un 2 % de TiO2 y un 1 a un 10 % de ZrO2.
El documento EP 2492246 A1 se refiere a una placa de vidrio para un sustrato, que comprende como composición de matriz vítrea, en % en moles en base a óxido: 67 a 72 de SiO2, 1 a 7 de A^O3, 0 a 4 de B2O3, 11 a 15 de MgO, 0 a 3 de CaO, 0 a 3 de SrO, 0 a 4 de BaO, 0 a 4 de ZrO2, 8 a 15 de Na2O y 0 a 7 de K2O, siendo SiO2 A^O3 de 71 a 77, siendo MgO CaO SrO BaO de 11 a 17, siendo Na2O K2O 8 a 17, y cumpliéndose K2O / (Na2O K2O) < 0,13 x (SiO2 Al2O3 0,5 B2O3 0,3BaO)- 9,4, y presentando la placa de vidrio un valor p-OH (mm'1) de 0,05 a 0,5 y una proporción de contracción térmica (C) de 16 ppm o menor.
La presente invención toma como base la tarea de evitar los inconvenientes del estado de la técnica, y poner a disposición vidrios que sean especialmente apropiados para aplicaciones fotovoltaicas, y produzcan resultados mejorados en las mismas. Mediante los vidrios empleados según la invención se debe posibilitar en especial la puesta a disposición de una célula solar de capa delgada con grado de acción elevado, mejorada frente al estado de la técnica.
Según la invención, la tarea se soluciona mediante el empleo de un vidrio para aplicaciones fotovoltaicas, presentando el vidrio un contenido en agua de < 10 mmol/litro, y presentando la siguiente composición vítrea (en % en peso en base a óxido) o estando constituido por la misma:
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presentando el vidrio agentes de afinado habituales, como por ejemplo sulfatos, cloruros, Sb2O3, AS2O3, SnO2.
De modo sorprendente, y completamente a diferencia del estado de la técnica, según el documento DE 102009020 954, son igualmente apropiados para aplicaciones fotovoltaicas vidrios con contenidos en agua por debajo de 10 mmol/litro. Esto es inesperado, ya que, según el documento DE 102009020954, en la fotovoltaica solo se pueden emplear vidrios con contenidos en agua elevados de 25 a 80 mmol/litro.
En la producción de semiconductores, generalmente se debe evitar que los venenos de semiconductor lleguen a las capas, ya que éstos reducen drásticamente el rendimiento de la capa. Especialmente en procesos a temperatura elevada, como por ejemplo la producción de células solares basadas en CIGS, es preciso impedir que los venenos de semiconductor, como hierro, arsénico o boro, se evaporen o se difundan a partir del vidrio y lleguen a la capa de semiconductor durante la producción. Los venenos de semiconductor son elementos o compuestos que afectan al rendimiento de un semiconductor, que se convierten, entre otros, en centros de recombinación activos, y que pueden conducir a una caída de tensión en vacío y corriente de cortocircuito. Sorprendentemente, ahora se descubrió que, en un proceso a temperatura elevada, se pueden emplear vidrios sin liberar venenos de semiconductor, como hierro, arsénico y boro, si éstos presentan un contenido en material de < 10 mmol/litro. En este caso, el contenido en agua se refiere no solo a agua libre presente, sino también a H2O en forma de agua de cristalización (H2O enlazada como complejo), así como a agua como denominada “envoltura de hidratación“ alrededor de cationes, pero también de aniones. Si en la composición de vidrio seleccionada están presentes venenos de semiconductor, éstos se enlazan químicamente debido a la presencia de agua, y no pueden abandonar el vidrio tampoco a temperaturas elevadas, como > 550°C. Además, mediante un bajo contenido en agua se puede incluso reducir, o bien impedir la difusión del veneno de semiconductor. El límite inferior para el contenido en agua de los vidrios empleados se sitúa preferentemente en > 1 mmol/litro, preferentemente > 2 mmol/litro, de modo especialmente preferente > 5 mmol/Litro. Los vidrios no deberían ser completamente anhidros; esto puede ser ciertamente ventajoso en casos particulares, pero no es preferente, para que un eventual veneno de semiconductor en el vidrio se pueda enlazar aún por medio del agua presente. Para aplicaciones en el campo de la fotovoltaica, es ventajoso que en el vidrio empleado presente un contenido en agua, preferentemente en el intervalo entre 5 mmoles/litro y 10 mmoles/litro. De este modo, los venenos de semiconductor se enlazan químicamente en el vidrio en medida suficiente a través del contenido en agua presente, y de este modo no pueden llegar sin más del vidrio al semiconductor. Además se determinó que un contenido en agua por encima de 25 mmol/litro puede ser desfavorable, en especial para aplicaciones de fotovoltaica en el campo de CIGS (cobre-indio-galio-azufre o selenio), ya que puede descender en especial la conductividad de una célula solar fotovoltaica.
Otra ventaja del contenido en agua en el intervalo entre 5 y 10 mmol/litro, preferente según la invención, es que no se influye negativamente en las propiedades vítreas de los vidrios. Por el contrario, en el caso de contenidos en agua por encima de 25 mmol/litro, se pueden producir absolutamente modificaciones de las propiedades vítreas, que podrían afectar negativamente. En el ámbito de la presente invención, la determinación del contenido en agua cuantitativo se efectúa como se da a conocer en el documento DE 102009020954, por medio de la vibración de alargamiento OH en la zona alrededor de 2700 nm de un espectro IR, a modo de ejemplo con un espectrómetro Nicolet-FTIR comercial con valoración computarizada conectada. A tal efecto, en primer lugar se mide la absorción en el intervalo de longitudes de onda de 2500 a 6500 nm, y después se determina el máximo de absorción alrededor de 2700 nm. El coeficiente de absorción a se calcula a continuación con el espesor de muestra d, la transmisión pura Ti y el factor de reflexión P, como sigue:
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donde Ti = T/P con la transmisión T. El contenido en agua se calcula entonces a partir de
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siendo e el coeficiente de extinción práctico [l*mol'1*cm'1l, y aplicándose para el intervalo de valoración citado anteriormente como valor constante de e = 110 l*Mol'1*cm , referido a mol de H2O. El valor e se extrae del trabajo de H. Frank y H. Scholze a partir de los "Glastechnischen Berichten", año 36, cuaderno 9, página 350.
El ajuste del contenido en agua en vidrios a < 10 mmol/litro se puede conseguir de diferentes maneras. A modo de ejemplo, se puede conseguir éste mediante selección específica de los materiales de partida y las condiciones de procedimiento en la producción del vidrio. A modo de ejemplo, se puede conseguir una reducción del contenido en agua presente no introduciéndose en el vidrio agua adicional no deseada mediante los materiales de partida ni en la producción del vidrio. A modo de ejemplo, los materiales de partida se pueden secar especialmente. También la selección de agentes de afinado especialmente apropiados, como por ejemplo sulfatos o cloruros, puede contribuir a la reducción del contenido en agua. Además, las condiciones de fusión se pueden controlar de tal manera que llegue la menor cantidad posible de agua a la fusión. De modo especialmente preferente, el vidrio se funde en cubetas de fusión, que introducen solo contenidos reducidos de H2O en el vidrio debido a su calentamiento y/o técnica de calefacción. Éstos son, por ejemplo, sistemas de calefacción completamente eléctricos o sistemas de calefacción convencionales (gas/aceite), pudiéndose reducir el contenido en agua de modo apropiado mediante correspondiente apantallamiento y/o control del sistema. A modo de ejemplo, también se puede insuflar aire especialmente seco a través de la fusión. Otra posibilidad para reducir el contenido en agua en el vidrio a menos de 10 mmol/litro es mediante selección de una composición vítrea apropiada. Se puede conseguir un aumento del contenido en agua al intervalo descrito preferentemente, por ejemplo, mediante selección específica de materias primas ricas en agua en el retículo cristalino, como por ejemplo de Al(OH)3 en lugar de A^O3. Otra posibilidad consiste en realizar una atmósfera gaseosa rica en oxígeno en el proceso de fusión, también conocida como “oxifuel“, mediante lo cual se puede aumentar el contenido en agua del vidrio, para ajustarse en el intervalo según la invención.
Los vidrios preferentes según la invención presentan no solo un contenido en agua < 10 mmol/litro, sino que también muestran una temperatura de transformación Tg en el intervalo de > 580°C, preferentemente > 600°C. Al mismo tiempo son especialmente preferentes vidrios con una temperatura de tratamiento ("VA") en el intervalo de < 1270°C, preferentemente <1200°C, y en especial <1150°C. Adicionalmente es ventajoso que los vidrios empleados según la invención presenten una dilatación térmica característica en el intervalo de 7 a 11 x 10'6/K (coeficiente de dilatación térmico), de modo más preferente 8 a 10 x 10'6/K, de modo muy especialmente preferente 8,5 a 10 x 10'6/K en el intervalo de temperaturas de 20 a 300°C.
Para poder aplicar estas propiedades, en especial una alta temperatura de transformación Tg y una temperatura de tratamiento relativamente reducida, el vidrio empleado según la invención presenta preferentemente contenidos elevados en Na2O de >10 % en peso, preferentemente > 12 % en peso, de modo especialmente preferente > 15 % en peso. También para aplicaciones especiales de los vidrios empleados según la invención como vidrios sustrato, a modo de ejemplo como vidrios sustrato de CIGS, una característica esencial es un contenido en Na2O de >10 % en peso. En este caso, el sodio contribuye significativamente al aumento del grado de acción, pudiéndose difundir iones de Na en la capa de CIGS. Por lo tanto, el elevado contenido en sodio contribuye decisivamente a que se obtenga un valor de Tg elevado, con temperatura de tratamiento simultáneamente reducida.
En especial debido al elevado contenido en Na2O de > 10 % en peso, preferentemente > 12 % en peso, de modo muy especialmente preferente >15 % en peso, también se consigue especialmente mantener la dilatación térmica, o bien el coeficiente de dilatación térmico (CTE), en el intervalo citado anteriormente, que se obtiene habitualmente en vidrios de silicato sodocálcico (vidrios de silicato alcalino-alcalinotérreo), y reducir la temperatura de tratamiento en el intervalo de vidrios de silicato sodocálcico.
Otra ventaja en el caso de empleo de un contenido en sodio elevado consiste en que el sodio tiene una influencia positiva sobre la estructura cristalina y en la densidad de cristal, pero también en el tamaño y orientación de cristalita de la capa de semiconductor. En este caso, parecen ser aspectos esenciales la incorporación de calcógenos en el retículo cristalino, así como la pasivación de límites de grano. De este modo resultan mejores propiedades de semiconductor considerablemente mejores, en especial una reducción de la recombinación en el volumen de material y, de este modo, una tensión en vacío más elevada. Esto puede conllevar un grado de acción de la célula solar más elevado.
De los vidrios de silicato sodocálcico se sabe además que su emisión espacial, y en especial temporal, de iones álcali del sustrato a la capa de semiconductor durante el proceso de precipitación es muy heterogéneo.
Por el contrario, además de la propiedad como soporte, el vidrio sustrato empleado según la invención puede servir también para favorecer la emisión específica de iones/átomos de sodio en el semiconductor. La emisión específica de iones alcalinos, en especial sodio, homogénea tanto temporal como también espacialmente (en la superficie de revestimiento) durante el paso de precipitación de semiconductor total, es crucial para la producción de células solares altamente eficientes basadas en semiconductores compuestos, en especial con la condición de poder suprimir pasos de procedimiento adicionales, como el dopaje de sodio, para realizar un proceso rentable. Es conveniente que el vidrio sustrato emita iones de Na/átomos de Na a temperaturas alrededor de Tg, lo que presupone una movilidad elevada del ion alcalino.
Sorprendentemente, se ha mostrado que la movilidad de iones alcalinos en vidrios con el bajo contenido en agua según la invención se da en gran medida. Mediante bajos contenidos en agua residual en la estructura vítrea se influye positivamente sobre la movilidad iónica de iones de sodio y su intercambiabilidad más fácil. Para sustratos de vidrio que muestran una elevada movilidad de iones alcalinos debido al bajo contenido en agua, los iones alcalinos se pueden desprender de manera homogénea espacialmente por la superficie de sustrato total en las capas situadas por encima, o bien difundir a través de éstas. La emisión de iones alcalinos no se interrumpe tampoco a temperaturas más elevadas, por ejemplo > 600 °C. En un proceso a alta temperatura, las capas de semiconductor compuesto pueden crecer idealmente, es decir, se puede realizar un crecimiento cristalino homogéneo en la superficie y, vinculado al mismo, un rendimiento más elevado, así como garantizar una reserva de iones alcalinos suficientemente elevada durante el proceso de precipitación.
Los vidrios a emplear según la invención son especialmente apropiados para tecnologías a base de Cd-Te, así como tecnologías que se basan en seleniuro de cobre-indio-galio-sulfuro, los denominados CIS o CIGS.
Los vidrios empleados según la invención son apropiados en especial como vidrio sustrato/vidrio supersustrato, o también como vidrio cubriente en el campo de la fotovoltaica, en especial para la fotovoltaica de capa delgada. Los supersustratos son sustratos de vidrio, actuando también el vidrio sustrato casi como vidrio cubriente, ya que, en el caso de fotovoltaica de capa delgada, el vidrio revestido se “invierte", y la capa se sitúa sobre el lado inferior, y la luz incide sobre la capa fotovoltaica a través del vidrio sustrato.
Los vidrios empleados según la invención representan una alternativa a vidrios de silicato sodocálcico, en especial en el campo de la fotovoltaica, y pueden sustituir éstos de modo ventajoso, ya que en la precipitación de capas de semiconductor se pueden emplear temperaturas de procedimiento más elevadas que en el caso de vidrios de silicato sodocálcico convencionales, sin que el sustrato se deforme de modo desventajoso. Un vidrio sustrato deformado es problemático, a modo de ejemplo, en el esclusado de la cámara de proceso, y puede conllevar una clara pérdida de rendimiento. Adicionalmente, para el proceso de laminación es enormemente ventajoso que las células solares no estén deformadas, también en este caso un vidrio sustrato no completamente plano puede conllevar una pérdida de rendimiento.
En el caso de empleo de un vidrio sustrato con una Tg más elevada que la del vidrio de silicato sodocálcico estándar se posibilitan temperaturas de proceso más elevadas durante la precipitación de semiconductor. No obstante, temperaturas de precipitación más elevadas durante la formación de calcopirita, como es sabido, conllevan una clara reducción de fases deficientes cristalinas hasta por debajo del límite de identificación. Por otra parte, no son necesarias temperaturas especialmente elevadas para el proceso de fusión y moldeo en caliente del vidrio, lo que posibilita una producción rentable.
Sorprendentemente, temperaturas de proceso más elevadas posibilitan también un procesamiento más rápido. En especial transcurren más rápidamente procesos en el frente de cristalización, a modo de ejemplo se acelera la incorporación de elementos en los correspondientes espacios de cristalización. En el caso de procesamiento secuencial, un mecanismo esencial es la difusión de átomos separados a la superficie en la que tienen lugar las reacciones con los átomos de calcógeno. Una temperatura más elevada provoca una mayor velocidad de difusión de los elementos en la superficie de reacción y, de este modo, un transporte más rápido de los elementos necesarios para la cristalización en el frente de cristalización.
Por lo tanto, una temperatura más elevada deseada en el procedimiento de revestimiento conlleva tasas de precipitación elevadas y una muy buena calidad cristalina de las capas generadas. Además, en el enfriamiento tras la aplicación de las capas de semiconductor no se produce un desprendimiento de las capas, ya que el vidrio sustrato presenta preferentemente una dilatación térmica apropiada en el semiconductor aplicado sobre el mismo (por ejemplo aproximadamente 8,5 x 10-6/K para CIGS).
Por lo tanto, los vidrios según la invención son especialmente apropiados también para aplicaciones fotovoltaicas de Cd-Te, o CIS, o bien CIGS, en especial como vidrio sustrato y/o vidrio supersustrato y/o vidrio cubriente. Por lo tanto, los vidrios de la invención se emplean como sustratos o supersustratos o vidrios cubrientes para células solares de capa delgada. Según la invención es preferente la fotovoltaica de capa delgada, ya que en este caso se requiere esencialmente menos material fotoactivo para una transformación eficiente de luz solar en electricidad que en el caso de células solares cristalinas basadas en silicio convencionales. El bajo consumo en material semiconductor y la elevada automatización de fabricación conllevan claras reducciones de costes en esta tecnología.
Por lo tanto, el vidrio empleado según la invención se emplea preferentemente como sustrato para una célula solar de capa delgada. Por lo tanto, una célula solar de capa delgada no está sujeta a ningún tipo de limitación respecto a su forma o a la forma del vidrio sustrato. La célula solar de capa delgada presenta preferentemente configuración plana, combada, esférica o cilíndrica, de modo que también el sustrato presenta preferentemente configuración plana, combada, esférica o cilíndrica. La célula solar de capa delgada es preferentemente una célula solar de capa delgada planar (plana), o una célula solar de capa delgada esencialmente tubular, empleándose preferentemente vidrios sustrato planos o vidrios sustrato tubulares. En el caso de una célula solar de capa delgada tubular, el diámetro externo de un vidrio sustrato tubular de la célula solar asciende preferentemente a 5 hasta 100 mm, y el espesor de pared del vidrio sustrato tubular asciende preferentemente a 0,5 hasta 10 mm.
Una célula solar de capa delgada que emplea un vidrio según la invención se produce ventajosamente según el procedimiento que se describe en el documento DE 102009020954, cuya divulgación se incluye en su totalidad en la presente divulgación mediante referencia. Tal célula solar de capa delgada, que comprende el sustrato de vidrio a emplear según la invención, presenta entonces un grado de acción absolutamente más elevado en más de un 2 % en comparación con el estado de la técnica.
Por consiguiente, con la enseñanza de la presente invención se pueden poner a disposición módulos fotovoltaicos económicos, altamente eficientes, integrados monolíticamente, a base de semiconductores compuestos, como CdTe o CIGS. Los costes reducidos resultan sobre todo de grados de acción más elevados, tiempos de proceso más cortos y, de este modo, productividad más elevada, así como rendimientos más elevados.
Por consiguiente, la invención pone a disposición un vidrio sustrato al que, además de su función soporte, se asigna un papel activo en el proceso de producción de semiconductores, que se distingue en especial por una adaptación de CTE preferentemente óptima a altas temperaturas en la capa delgada fotoactiva de semiconductor compuesto, así como por una estabilidad térmica y química elevada.
Por lo tanto, un módulo solar de capa delgada puesto a disposición puede ser tanto plano, esférico, cilíndrico, o presentar otras formas geométricas. En formas de realización especiales, el vidrio también puede estar teñido. Son vidrios especialmente preferentes según la invención vidrios que contienen silicato, como vidrios de alumosilicato, vidrios de borosilicato, vidrios de silicato de boro y aluminio o vidrios de silicato sodocálcico con un contenido de < 10 mmol/litro. Los vidrios empleados según la invención comprenden un contenido en SiO2 en el intervalo de un 40 a un 69 % en peso, de modo especialmente preferente un 40 a < 61 % en peso, de modo aún más preferente un 45 a < 61 % en peso, de modo muy especialmente preferente un 49 a < 61 % en peso, en especial un 49 a un 60 % en peso. Para el empleo en el campo de la fotovoltaica, tal contenido en SÍO2 según la invención tiene la ventaja de que se puede difundir menos agua en la capa de CIS o CIGS. Tales vidrios presentan además una difusión de álcali especialmente preferente, en especial difusión de sodio.
En los vidrios empleados según la invención no deben estar presentes compuestos seleccionados a partir de MnO2, CrO3, NiO y/o combinaciones de los mismos. En los vidrios empleados según la invención tampoco se deben presentar compuestos seleccionados a partir de óxidos y fluoruros divalentes o trivalentes de samario, europio, tulio, terbio, itrio e iterbio, y/o combinaciones de los mismos.
Son vidrios empleados según la invención vidrios de alumosilicato, que comprenden la siguiente composición vítrea (en % en peso en base a óxido) o están constituidos por la misma:
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ascendiendo el contenido en agua a < 10 mmol/litro, preferentemente > 5 mmol/litro.
Al anterior vidrio/a la fusión vitrea se pueden añadir agentes de afinado habituales, como por ejemplo sulfatos, cloruros, Sb2O3, As2O3, SnO2.
Por consiguiente, según la invención se emplean los anteriores vidrios de alumosilicato. Estos comprenden como componente principal SiO2 y A^O3, así como óxidos alcalinos y alcalinotérreos, y en caso dado otros componentes. El vidrio básico empleado según la invención contiene al menos un 49 % en peso, preferentemente al menos un 50 % en peso, de modo especialmente preferente al menos un 52 % en peso de SO2. La cantidad máxima de SO2 asciende a un 69 % en peso. Un intervalo preferente de contenido en SiO2 se sitúa en un 49 a < 61 % en peso, en especial en el intervalo de un 49 a un 60 % en peso.
La cantidad mínima de A^O3 asciende a > 4,7 % en peso, de modo especialmente preferente > 5 % en peso, de modo muy especialmente preferente > 8 % en peso. De modo especialmente preferente, el contenido en A^O3 se sitúa en < 19 % en peso, preferentemente en < 17 %, y en una forma de realización especialmente preferente en < 11 % en peso, para posibilitar una buena fusibilidad. Son muy especialmente preferentes intervalos de > 5 a un 17 % en peso, en especial intervalos de un 8 a un 12 % en peso. El contenido se puede variar en función del fin de empleo. Un exceso del contenido en Al2O3 de un 19 % en peso tiene el inconveniente de elevados costes en materiales y una fusibilidad empeorada. Un defecto de un contenido en A^O3 de un 4,7 % en peso tiene el inconveniente de empeorar la estabilidad química del vidrio y aumentar la tendencia a la cristalización.
De los óxidos alcalinos litio, sodio y potasio, es de gran importancia en especial el sodio, como ya se ha explicado. Según la invención, Na2O está contenido en una cantidad de > 10 a 18 % en peso, en especial en una cantidad de > 11 a un 18 % en peso, de modo aún más preferente en una cantidad de >12 a un 18 % en peso, de modo muy especialmente preferente en una cantidad de >15 a un 18 % en peso. El contenido en K2O asciende a >0 a un 8 % en peso, preferentemente > 0 a < 5 % en peso, más preferentemente > 0 a < 4 % en peso. Según la invención, el contenido en Li2O asciende a un 0 hasta un 4 % en peso, de modo más preferente a un 0 hasta un 1,5 % en peso, de modo especialmente preferente un 0 a < 0,3 % en peso. La adición de Li2O puede servir para el ajuste de la dilatación térmica (CTE) y para la reducción de la temperatura de tratamiento. No obstante, de modo especialmente preferente, el contenido en Li2O se sitúa en < 0,3 % en peso, o el vidrio está completamente exento de Li2O. Hasta el momento no hay ningún indicio de que Li2O actúe análogamente a Na2O, ya que su difusión es presumiblemente demasiado elevada. Además, el Li2O es caro como materia prima, de modo que es ventajoso emplear cantidades menores.
Un exceso del contenido en óxido alcalino indicado en cada caso tiene el inconveniente de empeorar la corrosión de un material de contacto con el vidrio presente. Un defecto del respectivo contenido en óxido alcalino tiene el inconveniente de empeorar la fusibilidad.
La suma Li2O+ Na2O+ K2O se sitúa en el intervalo >10 a un 19 % en peso, más preferentemente en el intervalo > 12 a un 19 % en peso.
Como óxidos alcalinotérreos se emplean en especial calcio, magnesio, bario, y también estroncio en medida subordinada.
El CaO se emplea en el intervalo de un 0 a < 5 % en peso, preferentemente un 0,3 a < 4,3 % en peso, más preferentemente un 0,5 a < 3 % en peso, de modo especialmente preferente un 0,5 a < 1,5 % en peso. El MgO se emplea en el intervalo de un 0 a un 6 % en peso, preferentemente un 0 a un 5 % en peso, más preferentemente un 0,1 a un 4 % en peso, de modo especialmente preferente un 0,5 a un 3,5 % en peso. Se puede emplear MgO para la mejora de la estabilidad de cristalización y el aumento de la temperatura de transformación Tg. No obstante, en la composición vitrea según la invención también se puede suprimir completamente MgO (MgO = 0 % en peso).
El BaO se emplea en el intervalo de un 0 a un 10 % en peso, preferentemente un 1 a un 9 % en peso, más preferentemente un 2 a un 8 % en peso, de modo especialmente preferente un 2 a un 4 % en peso. La adición de BaO se puede emplear para el aumento de la temperatura de transformación Tg de la composición vítrea. No obstante, el BaO puede también faltar completamente en la composición vítrea empleada según la invención (BaO = 0 % en peso). Las ventajas de un contenido en BaO reducido o nulo son esencialmente la menor densidad y, de este modo, la reducción de peso del vidrio, así como el ahorro en costes del componente más caro en sí. La densidad menor es ventajosa especialmente en el transporte del vidrio al elaborador posterior, en especial si los productos fabricados a partir del vidrio se instalan en aparatos portátiles. La reducción de peso del vidrio asciende preferentemente a > 2 % (con un contenido en BaO en el intervalo de un 3 a < 4 % en peso), de modo especialmente preferente a > 5% (con un contenido en BaO en el intervalo de un 2 a un 3 % en peso), y de modo muy especialmente preferente a > 8% (con un contenido en BaO en el intervalo de un 0 a un 1 % en peso). Otra ventaja de un vidrio pobre en BaO, o bien exento de éste, es igualmente que los iones de bario, que se consideran tóxicos, a modo de ejemplo en forma de compuestos de bario solubles, se pueden reducir o suprimir completamente. Mediante reducción o supresión total de la presencia del componente BaO resulta además una clara ventaja en costes, ya que el BaO es relativamente caro, lo que se suma en la producción de vidrio a escala industrial y, de este modo, conlleva ventajas considerables.
En el vidrio según la invención, el SrO se presenta en el intervalo de un 0 a un 7 % en peso, preferentemente un 0 a < 2,5 % en peso, en especial en el intervalo de un 0 a < 0,5 %. En general, el SrO sirve para el aumento de la temperatura de transformación Tg del vidrio. No obstante, de modo especialmente preferente, la composición de vidrio según la invención no contiene SrO (SrO = 0 % en peso). De este modo no se determinan efectos desfavorables especiales, como se afirma en el estado de la técnica.
Según la invención, la suma de MgO+CaO+SrO+BaO se sitúa en el intervalo de un 7 a un 15 % en peso, preferentemente en el intervalo de un 8 a un 14 % en peso, de modo más preferente en el intervalo de un 8,5 a un 14 % en peso.
Según la invención, el B2O3 está contenido en una cantidad de un 0 a un 2 % en peso, más preferentemente un 0 a un 1 % en peso, de modo muy especialmente preferente un 0 - 0,5 % en peso. Según una forma de realización especialmente preferente, el vidrio está exento de B2O3. Esto es preferente, ya que el B2O3 entraña riesgos toxicológicos por una parte (es teratógeno, o bien mutagénico), y por otra parte es un componente caro, que aumenta significativamente el precio de mezcla. Proporciones de B2O3 más elevadas tienen además el inconveniente de evaporarse durante la fusión vítrea, precipitar como interferencia en la zona de gas de escape, y modificar en sí la composición vítrea. Además, la adición de B2O3 es desventajosa para las aplicaciones según la invención. De este modo, se ha mostrado que un contenido en B2O3 por encima de un 1 % en peso puede influir negativamente en el grado de acción de una célula solar, ya que los átomos de boro del vidrio sustrato llegan mediante evaporación o difusión a las capas de semiconductor, donde provocan probablemente defectos, que son activos eléctricamente y pueden reducir el rendimiento de la célula debido a recombinación acrecentada.
Además, el ZrO2 está contenido en una cantidad de > 0 a un 6 % en peso, preferentemente un 1 a un 6 % en peso, en especial un 1,5 a un 5 % en peso.
Según la invención, la suma BaO ZrO2 se sitúa en el intervalo de un 2 a un 15 % en peso, preferentemente en el intervalo de un 3 a un 15 % en peso.
Además, también pueden estar presentes otros componentes, como por ejemplo WO3, MoO3, Bi2O3, CeO2, TiO2, Fe2O3, ZnO, F y/o CS2O, o también componentes adicionales, independientemente entre sí.
WO3, MoO3, Bi2O3 se presentan en los vidrios de alumosilicato empleados según la invención, independientemente entre sí en cada caso, en una cantidad de un 0 a un 3 % en peso. Estos componentes sirven preferentemente para el ajuste del canto UV del vidrio, y también se pueden emplear como tampón redox para el afinado.
Habitualmente se pueden añadir TiO2 y también CeO2 para el bloqueo UV del vidrio. Según campo de aplicación, el vidrio según la invención se puede presentar, por ejemplo, en forma de un vidrio cubriente/tubo envolvente, y presentar un dopaje, a modo de ejemplo, con TiO2 y/o CeO2, para mantener alejada la radiación UV nociva de componentes situados por debajo del vidrio. Según la invención, el contenido en TiO2 se sitúa en el intervalo de un 0 a un 6 % en peso, preferentemente en el intervalo de > 0,1 a un 5 % en peso, de modo más preferente en el intervalo de > 0,1 a un 4 % en peso. No obstante, es especialmente preferente un contenido de un 0,1 a un 2 % en peso, ya que entonces se puede prescindir completamente de agentes de afinado tóxicos, como As2O3 y Sb2O3. Según la invención, el CeO2 se sitúa en un intervalo de un 0 a un 3 % en peso.
El Fe2O3 se emplea en una cantidad de un 0 a un 0,5 % en peso, y sirve habitualmente para el ajuste del bloqueo UV, pero también se puede emplear como tampón redox para el afinado.
Además, para la mejora de la fusibilidad, al vidrio empleado según la invención se puede añadir flúor en forma de sales de fluoruro, como por ejemplo NaF. La cantidad que se emplea en la composición asciende de un 0 a un 3 % en peso.
Se pueden emplear agentes de afinado habituales, en tanto éstos no influyan negativamente sobre las propiedades químicas y físicas de la composición de vidrio empleada según la invención. A modo de ejemplo, es posible un afinado con sulfatos, cloruros, Sb2O3, As2O3 y/o SnO2. Los agentes de afinado están contenidos de por sí en el vidrio preferentemente en una cantidad de > 0 - 1 % en peso en cada caso, ascendiendo la cantidad mínima preferentemente a un 0,1, en especial a un 0,2 %. A continuación se explica la presente invención por medio de ejemplos, que deben ilustrar la enseñanza según la invención, pero no limitar ésta.
Ejemplos comparativos
Se seleccionaron composiciones de vidrio y vidrios a partir de las mismas. Se fundieron los vidrios en crisoles de platino de 4 litros a partir de materias primas convencionales. Para garantizar un contenido en agua residual en el vidrio se empleó la materia prima de Al Al(OH)3, y además se empleó un quemador de oxicombustión en el espacio de horno del horno de fusión calentado con gas (técnica oxifuel) para la consecución de temperaturas de fusión elevadas en el control de fusión oxidante. Las materias primas se introdujeron durante un intervalo de tiempo de 8 h a temperaturas de fusión de 1580°C, y a continuación se mantuvieron durante 14 h a esta temperatura. Después se enfrió la fusión vítrea a 1400°C en el intervalo de 8 h bajo agitación, y a continuación se vertió en un molde de grafito precalentado a 500°C. Inmediatamente tras la fundición se trasladó este molde de fundición a un horno de recocido precalentado a 650°C, que se enfrió a temperatura ambiente con 5°C/h. A continuación se extrajeron de este bloque las muestras de vidrio necesarias para las mediciones. En las siguientes tablas 1 y 2 se reúnen las composiciones y propiedades de los vidrios empleados.
Tabla 1
Figure imgf000012_0001
Tabla 2
Figure imgf000013_0001
Los ejemplos V1a, V2a, V3a, V4a, V5a y V6a son composiciones vitreas que presentan un contenido en agua por debajo de 25 mmol/litro, los ejemplos V1b, V2b, V3b,V4b, V5b y V6b son composiciones vítreas cuyo contenido en agua es más elevado. Un contenido en agua más elevado es desfavorable, ya que cantidades mayores del veneno de semiconductor agua se pueden difundir en las capas fotoactivas, y conllevan una reducción del grado de acción. Por consiguiente, con la presente invención se describen composiciones vítreas a emplear en la fotovoltaica, que representan una alternativa a vidrios de silicato sodocálcico, y presentan propiedades especialmente ventajosas debido a un contenido en agua de < 10 mmol/litro. El contenido en agua de < 10 mmol/litro presente en los vidrios provoca que estos vidrios se puedan emplear en un proceso a alta temperatura sin liberar venenos de semiconductor, como hierro, arsénico y boro. La movilidad de iones alcalinos se da en gran medida en estos vidrios con bajo contenido en agua, de modo que, mediante el bajo contenido en agua residual en la estructura vítrea, se influye positivamente sobre la movilidad iónica de los iones de sodio y su intercambiabilidad más fácil. Los iones alcalinos se pueden emitir de manera homogénea espacialmente por la superficie del sustrato total en las capas situadas por encima, o bien difundirse a través de éstas.
Un contenido en agua de 25 mmol/litro o más puede ser desfavorable en especial para aplicaciones fotovoltaicas en el campo de CIGS (cobre-indio-galio-azufre o selenio), ya que puede descender el rendimiento de una célula solar fotovoltaica. El contenido en agua en el intervalo entre 1 y 10 mmol/litro preferente según la invención no afecta negativamente sobre las propiedades de los vidrios de ningún modo, mientras que un contenido en agua por encima de 25 mmol/l puede conllevar modificaciones desventajosas de las propiedades vítreas.
Son especialmente preferentes vidrios con una dilatación térmica similar de 8 a 10 x 10'6/K, pero una capacidad térmica (Tg) más elevada, con temperaturas de tratamiento (VA) simultáneamente similares, o bien insignificantemente incrementadas, en comparación con vidrios de silicato sodocálcico. Los vidrios a emplear según la invención son apropiados en especial para aplicaciones fotovoltaicas de Cd-Te o CIS, o bien, CIGS, ya que la procesabilidad/precipitación, debido a una estabilidad térmica más elevada, se puede efectuar a temperaturas más elevadas frente a los vidrios de silicato sodocálcico empleados tradicionalmente, lo que trae consigo grandes ventajas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1.- Empleo de un vidrio para aplicaciones fotovoltaicas, presentando el vidrio un contenido en agua de <10 mmol/litro, y presentando la siguiente composición vítrea (en % en peso en base a óxido) o estando constituido por la misma:
Figure imgf000014_0001
presentando el vidrio agentes de afinado habituales, como por ejemplo sulfatos, cloruros, Sb2O3, AS2O3, SnO2.
2. - Empleo según la reivindicación 1, caracterizado por que las aplicaciones fotovoltaicas se seleccionan a partir de aplicaciones fotovoltaicas de Cd-Te, CIS o CIGS.
3. - Empleo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que las aplicaciones fotovoltaicas representan aplicaciones fotovoltaicas de capa delgada.
4. - Empleo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el vidrio se emplea como vidrio sustrato, vidrio supersustrato y/o vidrio cubriente.
5. - Empleo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el vidrio se emplea como sustrato en una célula solar de capa delgada.
6.- Empleo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el vidrio se emplea como sustrato en una forma plana, combada, esférica o cilíndrica.
7.- Empleo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el vidrio presenta un contenido en Na2O > 10 % en peso, preferentemente > 12 % en peso, de modo especialmente preferente > 15 % en peso.
8.- Empleo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el vidrio presenta una temperatura de transformación Tg en el intervalo de > 580°C, preferentemente > 600°C.
9.- Empleo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el vidrio presenta una temperatura de tratamiento ("VA") en el intervalo de < 1270°C, preferentemente <1200°C, y de modo muy especialmente preferente <1150°C.
10.- Empleo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el vidrio presenta un coeficiente de dilatación térmico de 7 a 11 x 10'6/K, de modo más preferente 8 a 10 x 10'6/K, de modo muy especialmente preferente 8,5 a 10 x 10'6/K en el intervalo de temperaturas de 20 a 300°C.
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