JP2013530915A - 高温用のガラス基板 - Google Patents

高温用のガラス基板 Download PDF

Info

Publication number
JP2013530915A
JP2013530915A JP2013511401A JP2013511401A JP2013530915A JP 2013530915 A JP2013530915 A JP 2013530915A JP 2013511401 A JP2013511401 A JP 2013511401A JP 2013511401 A JP2013511401 A JP 2013511401A JP 2013530915 A JP2013530915 A JP 2013530915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
weight
psi
mgo
cao
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013511401A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6014024B2 (ja
Inventor
ヒックマン ブラッド
ディー．ワトソン パトリック
ジェイ．ブッシュ ケリー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of JP2013530915A publication Critical patent/JP2013530915A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6014024B2 publication Critical patent/JP6014024B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/06—Joining glass to glass by processes other than fusing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/0092—Compositions for glass with special properties for glass with improved high visible transmittance, e.g. extra-clear glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0488—Double glass encapsulation, e.g. photovoltaic cells arranged between front and rear glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/90—Other aspects of coatings
    • C03C2217/94—Transparent conductive oxide layers [TCO] being part of a multilayer coating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • F24S80/52—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by the material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

ガラス基板は、その熱強化特性を実質的に失うことなく、または変形することなく高温で処理されてもよい。いくつかの実施例では、そのガラス基板は、標準的なガラス基板と比べて高い徐冷点および／または軟化点を示す。いくつかの実施例では、そのガラス基板は、従来のソーダ石灰シリカ系ガラスに比べて、比較的高い量のＣａＯおよび／またはＭｇＯを含み、および／または比較的低い量のＮａ2Ｏを含む。組成によって、そのガラス基板は、例えば、２枚の実質的に平坦なガラス基材を一緒に組み合わせたガラス系太陽電池の製造に有益であり得る。
【選択図】図１

Description

本出願は、２０１０年５月２０日に出願されたアメリカ合衆国仮出願第６１/３４６,７０４号と、２０１０年８月２６日に出願されたアメリカ合衆国仮出願第６１/３７７,３３９号の利益を主張する。これら両出願の関連する内容が、参照することによりこの明細書に組み込まれている。
本明細書の開示内容はガラス基板に関するものであり、より詳細には、高温用のガラス基板に関する。
従来のウエハ系太陽電池と比べて生産コストが低いという理由で薄膜ガラス系太陽電池の人気が増している。一般に、ガラス系太陽電池は、光電変換コーティングを有する少なくとも１枚の平坦なガラス基板を備えている。一般に、この基板は、環境から光電変換コーティングを隔離するため第２の基板から離されるか、第２の基板と隣り合った状態にされる。光電変換コーティングは一般に一方のガラス基板の内面上にあるため、太陽光は、１枚のガラス基板を通過した後にその光電変換コーティングに到達する。
太陽電池で用いられているある種のフィルム（例えば透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）フィルム）、吸収層、ウインドウ層は、ガラス基板をそのガラス基板の徐冷点よりも高温に加熱する操作を含む方法を利用してそのガラス基板に付着させること、または加工することができる。徐冷点は、一般に、ガラス基板が十分に柔らかくなってガラス内の応力が緩和する温度であると考えられている。このプロセスの結果として典型的な平坦なガラスは強度を失うことがときにあるため、高温にされたことが原因で歪みおよび／または変形が生じる可能性がある。こうした変化によってガラス基板は弱くなる可能性があるため、太陽電池を構成するときその基板を第２の基板に対して気密にすることが難しくなる可能性がある。２枚の基板が十分に気密にならないと、太陽電池は光電変換コーティングを環境からうまく隔離することができない。さらに、現在のＴＣＯコーティングは、ガラス基板の顕著な弱化、歪み、変形を起こさない温度で堆積させる必要がある限り、一般に限界がある。
全体として、ここでの開示内容は、高温（例えば被覆プロセスにおける高温や、コーティング活性化プロセスにおける高温）に耐えるのに適したガラス基板を製造して利用する技術と、ガラス基板そのものに関する。いくつかの実施例では、そのガラス基板は、標準的なガラス基板と比べて上昇した徐冷点および／または上昇した軟化点を示すことができる。このガラス基板は、高温での堆積ステップや処理ステップを経た後もその熱強化特性（例えば焼なまし特性または焼き戻し特性）を実質的に維持することができる。いくつかの別の実施例では、そのガラス基板は、標準的なガラス基板と比べて、高温にさらされた後の減少した歪みおよび／または変形を示すことができる。このようなガラス基板は、典型的なガラス基板に弱化、歪みおよび／または変形を生じさせると考えられる温度で堆積または処理されたコーティングを含むガラス系太陽電池やそれ以外のガラス系製品（例えばフラット・パネル・ディスプレイ）に組み込むことができる。さらに、このガラス基板は、用途によっては、典型的なガラスで現在許容されるよりも高い堆積温度で堆積されるＴＣＯコーティングを受け入れることができる。すると太陽電池のＴＣＯコーティングと光電変換モジュールの効率を大きくすることができる。
一実施態様では、ＳｉＯ2を６７重量％〜７５重量％と、ＣａＯ＋ＭｇＯを１３重量％超と、Ｎａ2Ｏを１０重量％〜１４．５重量％含むソーダ石灰シリカ系ガラスを説明する（この明細書の基本的な酸化物の重量％はすべて、特に断らない限り酸化物の重量％である）。この実施例によると、ガラスは、約５４５℃よりも高い徐冷点および／または約７２５℃よりも高い軟化点を示す（例えば約５５４℃よりも高い徐冷点および／または約７４０℃よりも高い軟化点）。
別の一実施態様では、平坦なソーダ石灰シリカ系ガラス基板を備えるガラス系ソーラー・パネルを説明する。その平坦なソーダ石灰シリカ系ガラス基板は、ＳｉＯ2を６７重量％〜７５重量％と、ＣａＯ＋ＭｇＯを１３重量％超と、Ｎａ2Ｏを１０重量％〜１４．５重量％含んでいる。この実施例によると、その平坦なガラス基板は、約５４５℃よりも高い徐冷点および／または約７２５℃よりも高い軟化点を示す（例えば約５５４℃よりも高い徐冷点および／または約７４０℃よりも高い軟化点）。
別の一実施態様では、ガラス形成成分を炉の中で溶融させるステップと、溶融したそのガラス形成成分を堆積させてソーダ石灰シリカ系の平坦なシートを形成するステップを含む方法を説明する。この実施例によると、その平坦なシートは、ＳｉＯ2を６７重量％〜７５重量％と、ＣａＯ＋ＭｇＯを１３重量％超と、Ｎａ2Ｏを１０重量％〜１４．５重量％含んでいて、約５５４℃よりも高い徐冷点および／または約７２５℃よりも高い軟化点を示す（例えば約５５４℃よりも高い徐冷点および／または約７４０℃よりも高い軟化点）。
１つ以上の実施態様の詳細を、添付の図面と以下の説明に記載する。他の特徴、目的、利点は、その明細書および図面からと、請求項から明らかになろう。
本発明の一実施態様による光電変換ガラス組立体の一例の斜視図である。 本発明の一実施態様によるフロート-ガラス・ラインの一例を横から見た模式図である。
以下の詳細な説明は、図面を参照して読まれるべきである。異なる図面の同じ構成要素は同じ参照番号を有する。図面は必ずしも実際通りの縮尺になっていない。図面は選択した実施態様を示しており、本発明の範囲を制限する意図はない。当業者であれば、与えられている実施例には本発明の範囲に入る多数の変形例があることがわかるであろう。
ガラス基板は、その光学的特性のために多彩な用途で使用されている。ガラス基板は、例えば太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池での使用頻度が増加している。そのような太陽電池はガラス系太陽電池と呼ぶことができ、一般に、２枚の平坦なガラス基板の間に配置された光電変換コーティングを含んでいる。ガラス基板を互いに気密にすることで光電変換コーティングが環境に曝露されないようにしつつ、光エネルギーが基板の一方または両方を透過して光電変換コーティングと相互作用できるようにすることが可能である。
被覆されたガラス基板を含むガラス系太陽電池のほか、別のタイプの被覆されたガラス製品を製造するため、コーティングをガラス基板の一部の上に堆積させることができる。例えば太陽電池用の被覆されたガラス基板を製造するには、７００℃超の温度で１枚以上のフィルムをガラスの表面に堆積させる（または処理する）ことができる。そのようなプロセスの間、コーティングが堆積されるガラスの表面は、ガラスの温度がコーティングの温度と実質的に平衡するまで、または完全に平衡するまで、温度が上昇する可能性がある。この温度上昇によって標準的なガラス基板は熱強化特性を失う、および／または形が変化する（例えば湾曲する）可能性がある。弱くなったガラス基板は太陽電池にとって一般に望ましくなく、湾曲した平坦なガラス基板は、湾曲していない平坦なガラス基板またはスペーサと合体させて例えばガラス系太陽電池を形成することが困難になる可能性がある。
この明細書では、高温処理（例えば高温被覆プロセス）に適する可能性のあるガラス基板を説明する。いくつかの実施態様では、ガラスは、比較的高い徐冷点（アニーリング温度とも呼ばれる）および／または軟化点を有する。そのガラスは、例えば、優れた気密性と、従来のガラスの徐冷点および／または軟化点よりも高温で堆積または処理されるコーティングの両方を必要とするガラス組立体に適したガラスとなる可能性がある。特定のどの理論にも囚われないで、相対的に高い徐冷点および／または軟化点を持つガラスは、高温コーティングをガラスの上に堆積または処理した後でさえ、その応力特性（例えば焼なまし特性または焼き戻し特性）を実質的に維持すると考えられる。このガラスは、その応力特性を維持することで、高温でのコーティングまたは処理の間の歪みと変形に耐えることができるため、強くて実質的に平坦な状態に留まる。そのためガラス組立体の中の第２の平坦な基板またはスペーサとの気密性をよりよくすることが容易になる。するとそのよりよい気密性によってガラス組立体の内部を環境からより効果的に隔離できるため、そのガラス組立体の寿命を長くすることができる。
それに加え、（例えば太陽電池用の前面電極を設けるため）ＴＣＯフィルムをガラスの表面に堆積させる用途では、この明細書で説明するガラス基板により、標準的なガラスの上に一般に堆積されるよりも高温でＴＣＯフィルム（または他のタイプの高温フィルム）を堆積させることが容易になる。より高温のＴＣＯフィルム（または他のタイプの高温フィルム）により、相対的により低温のフィルムを用いて構成される光電変換モジュールよりも効率的な光電変換モジュールにすることができる。高温で堆積または処理することのできる他のフィルムの例として、吸収層（例えばカルコパイライト層（ＣＩＳ系層またはCIGS系層））やウインドウ層（例えば硫化カドミウム層）などがあるが、これだけに限定されることはない。
ガラスの徐冷点は、ガラス基板が十分に柔らかくなってガラス内の応力が緩和する温度を意味する。そのような応力は、製造プロセスの間にガラスに不注意によってではなく与えられる残留応力である可能性がある。あるいはそのような応力は、ガラスに対して例えばガラスを強化するアニーリング・プロセスまたは焼き戻しプロセスを通じて意図的に与えることができる。
本開示のガラスは、従来のガラスと比べて徐冷点を高くすることができる。ガラスの徐冷点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６-７１に従って決定できる。いくつかの実施態様では、ガラスはソーダ石灰シリカ系ガラスを含んでおり、５４５℃よりも高い徐冷点を有する。例えばガラスはソーダ石灰シリカ系ガラスを含んでいて、５５０℃よりも高い徐冷点（例えば５５４℃よりも高い徐冷点、または５６０℃よりも高い徐冷点、または５７５℃よりも高い徐冷点、または５８０℃よりも高い徐冷点であり、５９０℃よりも高い徐冷点の場合さえある）を持つことができる。別の実施態様では、ガラスはソーダ石灰シリカ系ガラスを含んでおり、約５４５℃〜約６００℃の徐冷点（例えば約５５４℃〜約５８５℃の徐冷点、または約５４５℃〜約５６０℃の徐冷点、または約５６０℃〜約５８５℃の徐冷点、または約５７５℃〜約５８５℃の徐冷点）を有する。別のいくつかの実施態様では、ガラスはソーダ石灰シリカ系ガラスを含んでおり、所定の温度よりも低い徐冷点（例えば８００℃未満、または６００℃未満、または５９０℃未満）を有する。これらのさまざまな徐冷点と徐冷点の範囲は、以下に説明する異なるガラス組成物によって実現できる。さらに、上記の徐冷点と徐冷点の範囲は単なる例であり、本開示のさまざまなガラス組成物は、上に示したのとは異なる徐冷点を示す可能性がある。
本開示のガラスは、徐冷点が上昇していることに加え、またはその代わりに、従来のいくつかのガラスと比べて軟化点を上昇させることができる。いくつかの実施態様では、ガラスはソーダ石灰シリカ系ガラスを含んでおり、７２５℃よりも高い軟化点（例えば７４０℃よりも高い軟化点）を有する。例えばガラスはソーダ石灰シリカ系ガラスを含んでおり、７５０℃を超える軟化点（例えば７６０℃よりも高い軟化点または８００℃よりも高い軟化点）を有する。別の実施態様では、ガラスはソーダ石灰シリカ系ガラスを含んでおり、約７４０℃〜約７７５℃の軟化点（例えば約７４２℃〜約７６２℃、または約７４２℃〜約７５６℃、または約７５６℃〜約７６２℃の軟化点）を有する。
ガラスの軟化点は、ガラスの軟化点のためのＡＳＴＭ Ｃ３３８-９３（２００８）標準試験法に従って決定できる。この試験法は、ガラスの丸い繊維（公称直径０．６５ｍｍ、長さ２３５ｍｍであり、誤差が規定されている）の全長の上部１００ｍｍを特定の炉の中で５±１℃/分の速度で加熱するときにその繊維が自重のもとで１ｍｍ/分の速度で伸長する温度を決定することによってガラスの軟化点を決定する操作を含んでいる。
本開示によるガラスの例として、ソーダ石灰シリカ系ガラスがある。いくつかの実施例では、ガラスは、酸化物の重量％で、約６７重量％〜約７５重量％のＳｉＯ2、約０．２５重量％〜約１．３重量％のＡｌ2Ｏ3、約０．００１重量％〜約０．１５重量％のＦｅ2Ｏ3のほか、この明細書に登場する他の諸成分を含んでいる。例えばいくつかの実施例では、ガラスは、酸化物の重量％で、６９．６重量％〜７２．９重量％のＳｉＯ2、０．４重量％〜０．７５重量％のＡｌ2Ｏ3、場合によっては０．００１重量％〜０．１５重量％のＦｅ2Ｏ3のほか、この明細書に登場する他の諸成分を含んでいる。
ガラスがソーダ石灰シリカ系ガラスである実施態様では、そのガラスは、非ソーダ石灰シリカ系ガラス（例えばホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸ガラス）を規定する諸成分を実質的に含まないようにできる。さらに、このガラスは、ガラスの徐冷点および／または軟化点を上昇させるために添加される可能性があるが他の理由で不利になる可能性もあるいくつかの成分を実質的に含まないようにできる。例えばガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を、実質的に含まない、またはまったく含まないようにできる。これら元素のいくつかまたはすべては、最終的なガラス基板の化学的および／または物理的（例えば光学的）特性に悪い影響を与える可能性がある。それが理由で、本開示に従って形成されるガラスからこれら元素の１種類以上を実質的になくすことができる。
ガラスは、ある元素がそのガラスの全重量に対して約０．０１重量％未満の割合で存在する場合には、その元素が実質的に存在しない（または実質的に欠如している）と見なすことができる。言い換えるならば、本開示のガラスは、０．０１重量％未満のZr（その酸化物を含む）、および／または０．０１重量％未満のＬｉ（その酸化物を含む）、および／または０．０１重量％未満のＳｒ（その酸化物を含む）、および／または０．０１重量％未満のＢa（その酸化物を含む）、および／または０．０１重量％未満のＳｂ（その酸化物を含む）、および／または０．０１重量％未満のＢ（その酸化物を含む）、および／または０．０１重量％未満のＰ（その酸化物を含む）、および／または０．０１重量％未満のＧｅ（その酸化物を含む）、および／または０．０１重量％未満のＣｅ（その酸化物を含む）を含んでいる可能性がある。
本開示による実施態様のガラスは、従来のソーダ石灰シリカ系ガラスと比べてＣａＯとＭｇＯの１種類以上を相対的に多い量で含むとともに、Ｎａ2Ｏを相対的に少ない量で含むことができる。いくつかの実施態様では、ガラスは、ＣａＯとＭｇＯのうちの少なくとも一方（例えば一方だけ）を相対的に多い量で含んでいる。別の実施態様では、ガラスは、ＣａＯとＭｇＯの両方を相対的に多い量で含んでいる。さらに別の実施態様では、ガラスは、ＣａＯとＭｇＯを相対的に多い量で含み、Ｎａ2Ｏを相対的に少ない量で含んでいる。この開示の目的では、“多い量”は、一般に（酸化物の重量％で）以下の範囲を意味する：ＣａＯは８．２重量％〜１１．５重量％（例えば９．３重量％〜１０．４重量％）、ＭｇＯは３．５重量％〜６．０重量％（例えば４．０重量％〜５．６重量％）。“少ない量”は、一般に以下の範囲を意味する：Ｎａ2Ｏは９．０重量％〜１５．０重量％（例えば１０重量％〜１３．９重量％）。ソーダ（Ｎａ2Ｏ）が相対的に少ない実施態様は、太陽電池で用いられるガラスに別の利点をもたらすこともできる。なぜならソーダの量が制御されていないと、太陽電池の効率と寿命の一方または両方が低下する可能性があるからである。
いくつかの実施例では、相対的に多い量のＣａＯは、９．３重量％よりも多いＣａＯ（例えば９．９重量％以上のＣａＯ、または１０．３重量％以上のＣａＯ）である。別のいくつかの実施例では、相対的に多い量のＣａＯは、９．３重量％〜１０．４重量％のＣａＯ（例えば９．３７重量％〜９．９重量％のＣａＯ、または９．９重量％〜１０．３重量％のＣａＯ）である。なお上記範囲のそれぞれには端点が含まれ、重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。
いくつかの実施例では、相対的に多い量のＭｇＯは、４．０重量％以上のＭｇＯ（例えば４．７５重量％以上のＭｇＯ、または５．５重量％以上のＭｇＯ）である。別のいくつかの実施例では、相対的に多い量のＭｇＯは、４．０重量％〜５．５重量％のＭｇＯ（例えば４．１重量％〜４．７５重量％のＭｇＯ、または４．７５重量％〜５．５重量％のＭｇＯ）である。なお上記範囲のそれぞれには端点が含まれ、重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。
さらに別の実施例では、本開示のガラスは、相対的に多い量のＣａＯとＭｇＯの両方を含むことができる。例えばガラスは、９．３重量％よりも多いＣａＯと４．０重量％以上のＭｇＯ（例えば９．９重量％以上のＣａＯと４．７５重量％以上のＭｇＯ、または１０．３重量％以上のＣａＯと５．５重量％以上のＭｇＯ）を含むことができる。別のいくつかの実施例では、ガラスは、９．３重量％〜１０．４重量％のＣａＯと、４．０重量％〜５．６重量％のＭｇＯ（例えば９．３７重量％〜９．９重量％のＣａＯと４．１重量％〜４．７５重量％のＭｇＯ、または９．９重量％〜１０．３重量％のＣａＯと４．７５重量％〜５．５重量％のＭｇＯ）を含むことができる。なお上記範囲のそれぞれには端点が含まれ、重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。
さらに別の実施例では、本開示のガラスは、ＣａＯとＭｇＯの合計（すなわちＣａＯ＋ＭｇＯ）によって定義することができる。ＣａＯ＋ＭｇＯの量は、すべてがＣａＯ（すなわちＭｇＯ＝０）であっても、すべてがＭｇＯ（すなわちＣａＯ＝０）であっても、ＣａＯとＭｇＯの組み合わせであってもよい。いくつかの実施例では、本開示のガラスは、ＣａＯ＋ＭｇＯを１３重量％超（例えばＣａＯ＋ＭｇＯを１３．４重量％以上、またはＣａＯ＋ＭｇＯを１４．６５重量％以上、またはＣａＯ＋ＭｇＯを１５．８重量％以上）を含んでいる。別の実施例では、ガラスは、ＣａＯ＋ＭｇＯを１３．４重量％〜１５．９重量％（例えばＣａＯ＋ＭｇＯを１３．４７重量％〜１４．６５重量％、またはＣａＯ＋ＭｇＯを１４．６５重量％〜１５．９重量％）を含むことができる。なお上記範囲のそれぞれには端点が含まれ、重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。
本開示のガラスは、用途に応じ、従来のソーダ石灰シリカ系ガラスと比べて少ない量のＮａ2Ｏを含むことができる。いくつかの実施例では、ガラスは、１３．９重量％未満のＮａ2Ｏ（例えば１３重量％以下のＮａ2Ｏ、または１２重量％以下のＮａ2Ｏであり、１１．５重量％以下のＮａ2Ｏの場合さえある）を含んでいる。別の実施例では、ガラスは、１０重量％〜１４重量％のＮａ2Ｏ（例えば１１．５重量％〜１２．９５重量％のＮａ2Ｏ、または１１．５重量％〜１２．０重量％のＮａ2Ｏ、または１２．０重量％〜１２．９５重量％のＮａ2Ｏ）を含んでいる。なお上記範囲のそれぞれには端点が含まれ、重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。
いくつかの実施態様では、本開示のガラスは、他のガラス形成成分を含んでいる。例えばＫ2Ｏ、ＳＯ3、ＴｉＯ2、ＳｒＯ、ＺｒＯ2、ＢａＯ、ＭｎＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＣＯ、Ｓｅおよび／またはＣｅＯ2のうちの１種類以上も痕跡量（一般に、ガラス中の酸化物の全重量に対して０．５重量％未満）でガラスの実施態様に含まれていてよい。これらの酸化物とそれ以外の酸化物は、意図的に添加してもよいし、ガラス中の不純物として存在していてもよい。さらに、上述のように、これら化合物の１種類以上がガラスに実質的に存在していなくてもよい。
いくつかの実施態様では、本開示のガラスは、スズを含んでいる。スズは、ガラスの製造に用いられるガラス形成成分に意図的に添加する成分にすることができる。すなわちスズは、製造プロセスの途中でガラスに添加することができる。例えば図２に関してあとでより詳しく説明するように、本開示のガラス組成物の製造に用いられるさまざまな構成成分は、フロート・ガラス・ラインを利用してガラス基板の中に組み込むことができる。このプロセスでは、構成成分を炉の中で溶融させた後、溶融スズ浴の上に堆積させてガラス基板を形成することができる。ガラス基板で溶融したスズと接触する側は、ある濃度のスズと溶け合った状態（すなわちある濃度のスズを含む状態）にすることができる。したがっていくつかの実施態様では、最終的なガラス基板は、その基板の断面を横断したときのスズの濃度を非対称にすることができる。例えばガラス基板の１つの主要面（“スズ側”）は、そのガラス基板の反対側の主要面（“大気側”）よりもスズの濃度を大きくすることができる。
一実施例では、スズの濃度は、基板でスズ浴と接触している面から２５オングストロームよりも離れた距離で０．５原子％未満にすること、および／または基板でスズ浴と接触している面から２５オングストローム未満離れた距離で０．５原子％超にすることができる。別の一実施例では、スズの濃度は、基板でスズ浴と接触している面から５０オングストロームよりも離れた距離で０．５原子％未満にすること、および／または基板でスズ浴と接触している面から５０オングストローム未満離れた距離で０．５原子％超にすることができる。スズを別の濃度にすることも可能である。
この開示の実施態様には、低鉄ガラスも含まれる。なぜなら低鉄ガラスは、一般に、太陽光をよく透過するガラスであるためガラス系太陽電池においても有用だからである。そのような実施態様では、ガラスは、鉄（Ｆｅ2Ｏ3として表わされる）を合計で０．００１重量％〜０．１５重量％含むことができる。別の実施態様では、ガラスは、鉄を合計で約０．０１重量％〜約０．０９重量％含むことができる。さらに別の実施態様では、ガラスは、鉄を合計で約０．０１重量％〜約０．０８重量％含むことができる。別の実施態様は、約０．０１重量％〜約０．０７重量％の範囲の鉄を含んでいる。さらに別の実施態様は、約０．０１５重量％〜約０．０４重量％の範囲の鉄を含んでいる。いくつかの実施態様は、鉄の全含有量が約０．０７重量％未満（例えば鉄の全含有量が約０．０６重量％未満、または鉄の全含有量が約０．０５重量％未満（例えば約０．０１５％））のガラスを含んでいる。なお上記範囲のそれぞれには端点が含まれ、重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。
いくつかの実施態様では、最終的なガラスに含まれる２価の鉄（ＦｅＯ）の割合は、約５重量％未満（例えば約３重量％未満、または約１重量％未満（例えば約０．５重量％〜約０．７重量％））である。なお重量％は、ガラス中の鉄の全重量に基づく（例えばＦｅＯ／(ＦｅＯ＋Ｆｅ2Ｏ3)）。
したがって本開示に従って製造されるガラスは、従来のソーダ石灰シリカ系ガラスと比べて酸化還元比を相対的に小さくすることができる。酸化還元比は、ガラス中のすべての鉄に対する２価の鉄の比（例えばＦｅＯ／Ｆｅ2Ｏ3）として定義できる。いくつかの実施態様では、ガラスは、酸化還元比を約０．３未満（例えば約０．２未満の酸化還元比）にすることができる。別の実施態様では、ガラスは、酸化還元比を約０．１５〜約０．２（例えば約０．１９）にすることができる。さらに、（ガラスそのものではなくて）この開示のガラスを形成するのに使用されるガラス製造成分に関し、そのガラス製造成分は、約＋５よりも大きいバッチ酸化還元数（例えば約＋１０よりも大きいバッチ酸化還元数、または約＋１５よりも大きいバッチ・酸化還元数）にすることができる。しかし上記の酸化還元比とバッチ酸化還元数は単なる例であり、本開示のガラスがそれだけに限られないことに注意すべきである。
本開示のガラスは、上に大まかに記載したように、多数の異なる組成を持つことができ、広い範囲の特性を示すことができる。例えば一実施態様では、本開示のガラスは、約７０重量％〜約７５重量％のＳｉＯ2（例えば約７１．５重量％〜約７３．５重量％のＳｉＯ2）と、約８．５重量％〜約１０．５重量％のＣａＯ（例えば約９重量％〜約９．７５重量％のＣａＯ）と、約３．５重量％〜約６重量％のＭｇＯ（例えば約３．７５重量％〜約４．４５重量％のＭｇＯ）と、約１０重量％〜約１５重量％のＮａ2Ｏ（例えば約１２．４重量％〜約１３．４重量％のＮａ2Ｏ、または約１２．９重量％）という酸化物を含んでいる（またはそのような酸化物で主に構成されている、またはそのような酸化物で構成されている）。この実施態様では、ガラスは、０重量％〜約０．２５重量％のＦｅ2Ｏ3（例えば約０．０１重量％〜約０．０４重量％のＦｅ2Ｏ3）も含んでいてよい。なお上記の重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。さらに、この実施態様では、ガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を実質的に（またはまったく）含まないようにできる。例えばガラスは、ガラス組成物中に上記元素のそれぞれを０．５重量％未満（例えば０．１重量％未満）含むことができる（重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく）。この実施態様のガラスは、具体的な組成に応じ、５４５℃よりも高い（例えば約５５０℃〜約６００℃であり、例として約５５２．５℃〜約５５７．５℃の）徐冷点にすることができる。
それに加え、この実施態様のガラスは、約７３２℃〜約７５０℃の軟化点、および／または約５２０℃〜５２６℃のひずみ点、および／または約１０８０℃〜約１１２０℃の液相温度、および／または約９３０℃〜約９５０℃の流動点を示すことができる（または示さなくてもよい）。この実施態様のガラスを焼きなます実施例では、ガラスは、高温にする前には７０ｐｓｉを超える（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉの）中心部張力と、１４０ｐｓｉを超える（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。（この明細書に記載する）高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。この実施態様のガラスを焼き戻す実施例では、ガラスは、高温処理ステップの前には１０,０００ｐｓｉを超える（例えば１２,０００ｐｓｉを超える）表面圧縮応力を示すことができる。高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）表面圧縮応力を示すことができる。
別の一実施態様では、本開示のガラスは、約７０重量％〜約７５重量％のＳｉＯ2（例えば約７１．５重量％〜約７３．５重量％のＳｉＯ2）と、約９．４５重量％〜約１０．３５重量％のＣａＯと、約４．４重量％〜約５．１重量％のＭｇＯと、約１１．３３重量％〜約１２．６７重量％のＮａ2Ｏという酸化物を含んでいる（またはそのような酸化物で主に構成されている、またはそのような酸化物で構成されている）。この実施態様では、ガラスは、約０重量％〜約０．０４５重量％のＦｅ2Ｏ3も含んでいてよい。なお上記の重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。さらに、この実施態様では、ガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を実質的に（またはまったく）含まないようにできる。例えばガラスは、ガラス組成物中に上記元素のそれぞれを０．５重量％未満（例えば０．１重量％未満）含むことができる（重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく）。この実施態様のガラスは、具体的な組成に応じ、５４５℃よりも高い（例えば約５５０℃〜約６００℃であり、例として約５７４℃〜約５８４℃の）徐冷点にすることができる。
それに加え、この実施態様のガラスは、約７４７℃〜約７６７℃の軟化点、および／または約５４７℃〜５５３℃のひずみ点、および／または約１０８７℃〜約１１０８℃の液相温度、および／または約９３８℃〜約９４８℃の流動点を示すことができる（または示さなくてもよい）。この実施態様のガラスを焼きなます実施例では、ガラスは、高温にする前には７０ｐｓｉを超える（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉの）中心部張力と、１４０ｐｓｉを超える（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。（この明細書に記載する）高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。この実施態様のガラスを焼き戻す実施例では、ガラスは、高温処理ステップの前には１０,０００ｐｓｉを超える（例えば１２,０００ｐｓｉを超える）表面圧縮応力を示すことができる。高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）表面圧縮応力を示すことができる。
さらに別の一実施態様では、本開示のガラスは、約７０重量％〜約７５重量％のＳｉＯ2（例えば約７１．５重量％〜約７３．５重量％のＳｉＯ2）と、約９．９５重量％〜約１０．６５重量％のＣａＯと、約５．１５重量％〜約５．８５重量％のＭｇＯと、約１０．９重量％〜約１２．１重量％のＮａ2Ｏという酸化物を含んでいる（またはそのような酸化物で主に構成されている、またはそのような酸化物で構成されている）。この実施態様では、ガラスは、約０．０１重量％〜約０．０９重量％のＦｅ2Ｏ3も含んでいてよい。なお上記の重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。さらに、この実施態様では、ガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を実質的に（またはまったく）含まないようにできる。例えばガラスは、ガラス組成物中に上記元素のそれぞれを０．５重量％未満（例えば０．１重量％未満）含むことができる（重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく）。この実施態様のガラスは、具体的な組成に応じ、５４５℃よりも高い（例えば約５５０℃〜約６００℃であり、例として約５８０℃〜約５８６℃の）徐冷点にすることができる。
それに加え、この実施態様のガラスは、約７５３℃〜約７７１℃の軟化点、および／または約５５１℃〜５５７℃のひずみ点、および／または約１０８０℃〜約１１２０℃の液相温度、および／または約９３７℃〜約９５７℃の流動点を示すことができる（または示さなくてもよい）。この実施態様のガラスを焼きなます実施例では、ガラスは、高温にする前には７０ｐｓｉを超える（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉの）中心部張力と、１４０ｐｓｉを超える（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。（この明細書に記載する）高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。この実施態様のガラスを焼き戻す実施例では、ガラスは、高温処理ステップの前には１０,０００ｐｓｉを超える（例えば１２,０００ｐｓｉを超える）表面圧縮応力を示すことができる。高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）表面圧縮応力を示すことができる。
別の一実施態様では、本開示のガラスは、約７０重量％〜約７５重量％のＳｉＯ2（例えば約７１．３重量％〜約７３．３重量％のＳｉＯ2）と、約８．３重量％〜約１０．３重量％のＣａＯ（例えば約９重量％〜約９．６６重量％のＣａＯ）と、約３．５重量％〜約６重量％のＭｇＯ（例えば約３．７５重量％〜約４．４５重量％のＭｇＯ）と、約１２重量％〜約１５重量％のＮａ2Ｏ（例えば約１３重量％〜約１３．７重量％のＮａ2Ｏ）という酸化物を含んでいる（またはそのような酸化物で主に構成されている、またはそのような酸化物で構成されている）。この実施態様では、ガラスは、０重量％〜約０．２５重量％のＦｅ2Ｏ3（例えば約０．０１重量％〜約０．０４重量％のＦｅ2Ｏ3）も含んでいてよい。なお上記の重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。さらに、この実施態様では、ガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を実質的に（またはまったく）含まないようにできる。例えばガラスは、ガラス組成物中に上記元素のそれぞれを０．５重量％未満（例えば０．１重量％未満）含むことができる（重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく）。この実施態様のガラスは、具体的な組成に応じ、５４５℃以上（例えば約５４５℃〜約６００℃であり、例として約５４５℃〜約５５０℃）の徐冷点にすることができる。
それに加え、この実施態様のガラスは、約７１８℃〜約７３６℃の軟化点、および／または約５１３．５℃〜５１９．５℃のひずみ点、および／または約１０６５℃〜約１０８５℃の液相温度、および／または約９１０℃〜約９３０℃の流動点を示すことができる（または示さなくてもよい）。この実施態様のガラスを焼きなます実施例では、ガラスは、高温にする前には７０ｐｓｉを超える（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉの）中心部張力と、１４０ｐｓｉを超える（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。（この明細書に記載する）高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。この実施態様のガラスを焼き戻す実施例では、ガラスは、高温処理ステップの前には１０,０００ｐｓｉを超える（例えば１２,０００ｐｓｉを超える）表面圧縮応力を示すことができる。高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）表面圧縮応力を示すことができる。
別の一実施態様では、本開示のガラスは、約６８．５重量％〜約７２．５重量％のＳｉＯ2（例えば約７０重量％〜約７２重量％のＳｉＯ2）と、約８．９重量％〜約１０．９重量％のＣａＯ（例えば約９．４重量％〜約１０．４重量％のＣａＯ）と、約３．５重量％〜約６重量％のＭｇＯ（例えば約４．２５重量％〜約５．２５重量％のＭｇＯ）と、約１１重量％〜約１５重量％のＮａ2Ｏ（例えば約１２．６重量％〜約１３．６重量％のＮａ2Ｏ）という酸化物を含んでいる（またはそのような酸化物で主に構成されている、またはそのような酸化物で構成されている）。この実施態様では、ガラスは、０重量％〜約０．２５重量％のＦｅ2Ｏ3（例えば約０．０１重量％〜約０．０４重量％のＦｅ2Ｏ3）も含んでいてよい。なお上記の重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。さらに、この実施態様では、ガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を実質的に（またはまったく）含まないようにできる。例えばガラスは、ガラス組成物中に上記元素のそれぞれを０．５重量％未満（例えば０．１重量％未満）含むことができる（重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく）。この実施態様のガラスは、具体的な組成に応じ、５４５℃以上（例えば約５５０℃〜約６００℃であり、例として約５５６℃〜約５６５℃）の徐冷点にすることができる。
それに加え、この実施態様のガラスは、約７２６℃〜約７５６℃の軟化点、および／または約５２５℃〜５３７℃のひずみ点、および／または約１０７２℃〜約１０９２℃の液相温度、および／または約９１９℃〜約９３９℃の流動点を示すことができる（または示さなくてもよい）。この実施態様のガラスを焼きなます実施例では、ガラスは、高温にする前には７０ｐｓｉを超える（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉの）中心部張力と、１４０ｐｓｉを超える（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。（この明細書に記載する）高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。この実施態様のガラスを焼き戻す実施例では、ガラスは、高温処理ステップの前には１０,０００ｐｓｉを超える（例えば１２,０００ｐｓｉを超える）表面圧縮応力を示すことができる。高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）表面圧縮応力を示すことができる。
別の一実施態様では、本開示のガラスは、約６７．２重量％〜約７２．２重量％のＳｉＯ2（例えば約６８．７重量％〜約７０．７重量％のＳｉＯ2）と、約９．３重量％〜約１１．３重量％のＣａＯ（例えば約９．８重量％〜約１０．８重量％のＣａＯ）と、約４重量％〜約７重量％のＭｇＯ（例えば約５重量％〜約６重量％のＭｇＯ）と、約１１重量％〜約１５重量％のＮａ2Ｏ（例えば約１２．６重量％〜約１３．６重量％のＮａ2Ｏ）という酸化物を含んでいる（またはそのような酸化物で主に構成されている、またはそのような酸化物で構成されている）。この実施態様では、ガラスは、０重量％〜約０．２５重量％のＦｅ2Ｏ3（例えば約０．０１重量％〜約０．０４重量％のＦｅ2Ｏ3）も含んでいてよい。なお上記の重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。さらに、この実施態様では、ガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を実質的に（またはまったく）含まないようにできる。例えばガラスは、ガラス組成物中に上記元素のそれぞれを０．５重量％未満（例えば０．１重量％未満）含むことができる（重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく）。この実施態様のガラスは、具体的な組成に応じ、５４５℃以上（例えば約５５０℃〜約６００℃であり、例として約５５７℃〜約５６７℃）の徐冷点にすることができる。
それに加え、この実施態様のガラスは、約７２４℃〜約７４４℃の軟化点、および／または約５３０℃〜５４０℃のひずみ点、および／または約１０５０℃〜約１０７０℃の液相温度、および／または約９０３℃〜約９２３℃の流動点を示すことができる（または示さなくてもよい）。この実施態様のガラスを焼きなます実施例では、ガラスは、高温にする前には７０ｐｓｉを超える（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉの）中心部張力と、１４０ｐｓｉを超える（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。（この明細書に記載する）高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。この実施態様のガラスを焼き戻す実施例では、ガラスは、高温処理ステップの前には１０,０００ｐｓｉを超える（例えば１２,０００ｐｓｉを超える）表面圧縮応力を示すことができる。高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）表面圧縮応力を示すことができる。
別の一実施態様では、本開示のガラスは、約６９．５重量％〜約７４．５重量％のＳｉＯ2（例えば約７１重量％〜約７３重量％のＳｉＯ2）と、約９．３重量％〜約１１．３重量％のＣａＯ（例えば約９．８重量％〜約１０．８重量％のＣａＯ）と、約４重量％〜約７重量％のＭｇＯ（例えば約５重量％〜約６重量％のＭｇＯ）と、約９重量％〜約１３重量％のＮａ2Ｏ（例えば約１０．５重量％〜約１１．５重量％のＮａ2Ｏ）という酸化物を含んでいる（またはそのような酸化物で主に構成されている、またはそのような酸化物で構成されている）。この実施態様では、ガラスは、０重量％〜約０．２５重量％のＦｅ2Ｏ3（例えば約０．００１重量％〜約０．０１重量％のＦｅ2Ｏ3）も含んでいてよい。なお上記の重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。さらに、この実施態様では、ガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を実質的に（またはまったく）含まないようにできる。例えばガラスは、ガラス組成物中に上記元素のそれぞれを０．５重量％未満（例えば０．１重量％未満）含むことができる（重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく）。この実施態様のガラスは、具体的な組成に応じて、５４５℃以上（例えば約５５０℃〜約６００℃であり、例として約５７８℃〜約５８８℃）の徐冷点にすることができる。
それに加え、この実施態様のガラスは、約７５４℃〜約７７４℃の軟化点、および／または約５４８℃〜５５８℃のひずみ点、および／または約１０９６℃〜約１１１６℃の液相温度、および／または約９４３℃〜約９６３℃の流動点を示すことができる（または示さなくてもよい）。この実施態様のガラスを焼きなます実施例では、ガラスは、高温にする前には７０ｐｓｉを超える（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉの）中心部張力と、１４０ｐｓｉを超える（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。（この明細書に記載する）高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。この実施態様のガラスを焼き戻す実施例では、ガラスは、高温処理ステップの前には１０,０００ｐｓｉを超える（例えば１２,０００ｐｓｉを超える）表面圧縮応力を示すことができる。高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）表面圧縮応力を示すことができる。
別の一実施態様では、本開示のガラスは、約７０重量％〜約７５重量％のＳｉＯ2（例えば約７１．８重量％〜約７３．８重量％のＳｉＯ2）と、約９．３重量％〜約１１．３重量％のＣａＯ（例えば約９．８重量％〜約１０．８重量％のＣａＯ）と、約４重量％〜約７重量％のＭｇＯ（例えば約５重量％〜約６重量％のＭｇＯ）と、約８重量％〜約１２重量％のＮａ2Ｏ（例えば約９．５重量％〜約１０．５重量％のＮａ2Ｏ）という酸化物を含んでいる（またはそのような酸化物で主に構成されている、またはそのような酸化物で構成されている）。この実施態様では、ガラスは、０重量％〜約０．２５重量％のＦｅ2Ｏ3（例えば約０．０１重量％〜約０．０２重量％のＦｅ2Ｏ3）も含んでいてよい。なお上記の重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく。さらに、この実施態様では、ガラスは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｅのうちの１種類以上およびこれらの組み合わせ（場合によってはすべて）と、これら元素の一部および／または全体が酸化された形態を実質的に（またはまったく）含まないようにできる。例えばガラスは、ガラス組成物中に上記元素のそれぞれを０．５重量％未満（例えば０．１重量％未満）含むことができる（重量％は、ガラス中の酸化物の全重量に基づく）。この実施態様のガラスは、具体的な組成に応じ、５４５℃以上（例えば約５５０℃〜約６００℃であり、例として約５８６℃〜約５９６℃）の徐冷点にすることができる。
それに加え、この実施態様のガラスは、約７６４℃〜約７８４℃の軟化点、および／または約５５６℃〜５６６℃のひずみ点、および／または約１１２０℃〜約１１４０℃の液相温度、および／または約９５９℃〜約９７９℃の流動点を示すことができる（または示さなくてもよい）。この実施態様のガラスを焼きなます実施例では、ガラスは、高温にする前には７０ｐｓｉを超える（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉの）中心部張力と、１４０ｐｓｉを超える（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。（この明細書に記載する）高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。この実施態様のガラスを焼き戻す実施例では、ガラスは、高温処理ステップの前には１０,０００ｐｓｉを超える（例えば１２,０００ｐｓｉを超える）表面圧縮応力を示すことができる。高温処理ステップの後は、このガラスは、高温処理ステップの前にガラスが示した値の９０％を超える（例えば９５％を超える）表面圧縮応力を示すことができる。
本開示のいくつかの実施態様に従って製造されるガラスは、優れた太陽光透過率を提供することができる。いくつかの実施態様では、本開示の実施態様に従って製造されるガラスの全太陽光透過率は、約８７％超（例えば約８８％超、または約８９％超）である。いくつかの実施態様では、ガラスの全太陽光透過率は、約８９％〜約９０％である。別の実施態様では、このガラスの全太陽光透過率は、約９１％超（例えば約９１．３％）である。この明細書で与える透過率の数値は、厚さ３．２ｍｍのガラスに関するものである。
いくつかの実施態様では、本開示の実施態様に従って製造されるガラスの可視光透過率は約８８％超（例えば約８９％超、または約９０％超）である。別の実施態様では、このガラスの可視光透過率は約９０％〜約９１．５％である。
本発明のいくつかの実施態様に従って製造されるガラスのUV透過率は、約８５％超（例えば約８６％超、または約８７％超）である。別の実施態様では、このガラスのＵＶ光透過率は約８７％〜約８８％である。さまざまな実施態様に関するＵＶ透過率の数値は、この明細書に開示した任意のガラス組成物によって実現することができる。
上記のガラスの実施態様に関する徐冷点と透過率の数値から、そのガラスはガラス系太陽電池にとって有用である可能性がある。このようなガラス系太陽電池は、光輻射エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を持つ光電変換コーティングで覆われたガラス基板を含むことができる。ガラス系太陽電池の具体的な構成に応じ、向かい合うガラス基板を光電変換コーティングに隣接して配置し、その光電変換コーティングで被覆されたガラス基板に対して気密に取り付けることで、太陽電池の光電変換ガラス組立体を形成できる。
図１は、光電変換ガラス組立体１の一例の模式図であり、この組立体は、本開示によるガラス基板を含むことができる。図からわかるように、光電変換ガラス組立体１は、この明細書に従って製造したガラスで形成された第１の基板２と、やはりこの明細書に従って製造してもよい第２の基板３を含んでいる。第１の基板２と第２の基板３のそれぞれは、光電変換ガラス組立体１から離れる方向を向いた第１の主要面と、第１の主要面とは反対側の第２の主要面を有する。第１の基板２と第２の基板３それぞれの第２の主要面は、中央領域と周辺部を規定していて、その２つの第２の主要面は互いに向かい合っている。第１の基板２および／または第２の基板３の一方または両方の主要面にパターンを形成し、ガラス基板がパターニングされた面に山と谷を規定するようにできる。そのようなパターニングにより、光電変換ガラス組立体１の中に入る光、および／または光電変換ガラス組立体１を通過する光の光路または光学的特性を変化させることができる。
図１の実施例では、第１の基板２と第２の基板３は一般に互いに平行であり、（スペーサ４によって維持されている様子が図示されている）分離ギャップ５によって互いに隔てられている。分離ギャップ５は、第１の基板２を第２の基板３から隔てる最大距離である。いくつかの実施態様では、２枚の基板間の分離ギャップ５は、各基板の周辺部を封止材および／またはスペーサ４で満たされる。あるいは２枚の基板間の分離ギャップ５は、（スペーサなしに）封止材で、または他の機械式の取り付け要素か充填要素で満たすことができる。いずれの場合でも、基板間の分離ギャップ５を密封して（例えば気密に封じて）光電変換ガラス組立体１の内部をその組立体の外部から隔離することができる。こうすると、光電変換ガラス組立体の内部にある光電変換コーティングが環境にさらされることから保護できるため、その光電変換ガラス組立体の使用寿命が延びる。
さらに別の実施態様では、第１の基板２と第２の基板３を互いに直接隣接した位置に配置し、その２枚の基板の間に分離ギャップが実質的になくなるようにできる（例えば基板を隔てるスペーサまたは封止材がない）。こうすると、薄い光電変換組立体にできる。さらに、いくつかの実施態様では、第１の基板２と第２の基板３を貼り合わせて光電変換組立体に組み込むことができる。この組立体には、図１の実施例について説明した層に加えて追加のコーティング層および／または基板層（例えばガラス基板層）が含まれていてもよい。
この明細書に開示したガラス基板の実施態様により、基板間の分離ギャップ５が非常に狭い光電変換ガラス組立体を製造することができる。このように狭い分離ギャップ５は、光電変換ガラス組立体１の平坦なガラス・シートの一方または両方を本開示に従って構成するようにしてその組立体を製造することによって実現できる。いくつかの実施態様では、分離ギャップ５は約０．０９インチ未満（例えば約０．０５インチ未満）である。例えばいくつかの実施態様では、分離ギャップ５は約０．０４インチ〜０．０５インチ（例えば約０．０４５インチ）だが、他のサイズの分離ギャップも可能である。光電変換ガラス組立体の設計に応じてガラス基板間のギャップを小さくすることで、動作中の効果的な熱伝導を容易にし、そのことによって組立体の効率を大きくすることができる。
使用中は、太陽エネルギーは、一般的に図１に矢印Ｓで示した方向にガラス組立体１を通過する。いくつかの実施例では、透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）フィルムを含む光電変換コーティングが、第１の基板２の内面（第２の面）に存在する（第１の基板２は、太陽光が最初に入射する基板である）。別の実施例では、透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）フィルムを含む光電変換コーティングが、第２の基板３の内面（第２の面）に存在する。したがって２枚の基板の間（または構成によっては各基板とスペーサ４の間）をうまく封止してガラス組立体１の内部をそのガラス組立体の外部から効果的に隔離するには、基板が完全に平坦であってできるだけ変形しないことが望ましいであろう。太陽電池の内部にある光電変換コーティングに到達する太陽エネルギーの量を最大にするため、第１の基板２が大きな太陽光透過率を示すことも望ましいであろう。
本開示の実施態様により、高温にされても被覆法に起因する湾曲や応力特性の喪失が実質的にない平坦なガラスが提供される。いくつかの実施態様では、平坦なガラスは厚さが約２ｍｍ〜約５ｍｍ（例えば約３ｍｍ〜約４ｍｍ、または約３ｍｍ〜約３．４ｍｍ）である。いくつかの実施態様では、ガラスは被覆プロセスの間も十分に平坦な形を維持するため、反対側のガラス基板（またはスペーサ）をその平坦なガラスの被覆された側と気密に合体させることができる。例えば高温処理を経た後、第１の基板２を第２の基板３の隣に配置し、基板間のギャップを約０．１インチ未満（例えば約０．０１インチ〜約０．０８５インチ、または約０．０１インチ〜約０．０７インチ）にすることができる。いくつかの実施例では、第１の基板２および／または第２の基板３は高温処理を経た後も非常に平坦で変形していないため、それら２枚の基板がどの場所でも互いに接触しないようにして上記のいずれかの距離離して互いに取り付けることが可能である。いくつかの実施態様では、平坦なガラスは、この明細書に記載したように高い徐冷点および／または高い軟化点を示すことができるが、必ずしもそうなっている必要はない。具体的な被覆法や加熱法によるが、高い徐冷点および／または高い軟化点は、ガラスが高温にされたときに変形に耐えられることを示している。
本開示のガラスを被覆する場合、ガラスは、適切な任意の被覆技術を利用して被覆することができる。太陽電池で使用されるいくつかのフィルムは、比較的低温で堆積させた後に高温で熱処理することで、望むフィルム組成と形状の一方または両方を実現することができる。あるいはそのようなフィルムは、高温堆積法を利用して堆積させることができる。いずれの場合も、被覆法として、スパッタ被覆法（例えばマグネトロン・スパッタリング法）、熱スプレー法（例えばプラズマスプレー法）、蒸着法（例えば化学蒸着、物理蒸着）などがあるが、これだけに限られるわけではない。
高温光電変換コーティング法の実施例では、本開示の平坦なガラス基板は、おそらく約１分間〜約３分間にわたって約５００℃〜約９００℃（例えば約７００℃〜約８００℃）の温度にすることができる。平坦なガラス基板に対してこの被覆法を実施してもガラスの表面圧縮応力が７０ｐｓｉ未満（例えば約２５ｐｓｉ未満、または約５ｐｓｉ未満、または０ｐｓｉ）に低下することはない。いくつかの実施態様では、平坦なガラスを約２分間（例えば１１０秒〜約１３０秒）にわたって約７００℃（例えば６９０℃〜７２０℃）の温度にしてもガラスの表面圧縮応力が７０ｐｓｉ未満（例えば約２５ｐｓｉ未満、または約５ｐｓｉ未満、または０ｐｓｉ）に低下することはない。
逆に、典型的なガラス基板は、１分間よりも長い時間（例えば２分間よりも長い時間）にわたって５５０℃よりも高い温度（例えば７００℃超）にすると表面圧縮応力を実質的にすべて失う。表面圧縮応力のこの喪失によってガラスが弱化および／または湾曲してそのガラスを光電変換組立体に組み込むことが難しくなる可能性がある。
別のいくつかの実施態様では、本開示の平坦なガラス基板に対して５００℃以上の温度での高温処理を実施できる。例えば平坦なガラス基板に対し、その基板にフィルムを堆積させた後、堆積されたそのフィルムを変換または活性化する操作を含む２段階プロセスを実施することができる。この２段階プロセスでは５００℃以上の温度にすることができる。ほんの一例として、銅-インジウム／ガリウムジセレン化物吸収層をセレンの蒸着によって形成した後、堆積されたそのセレンを約５５０℃の温度（例えば５５２℃以下）で約１０分間にわたって速い焼きなまし法で反応させることができる。当業者であればわかるように、より高温またはより低温の別の多くの高温プロセスも利用できる。
光電変換コーティングに使用される材料として、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、銅-インジウムセレン化物（“ＣＩＳ”）、銅-インジウム／ガリウムジセレン化物（“ＣＩＧＳ”）、ガリウムヒ素、有機半導体（例えばポリマーや小分子化合物であるポリフェニレンビニレン、銅フタロシアニン、炭素フラーレン）、スズ、フッ素をドープされたスズ、薄膜シリコンなどがあるが、これだけに限られるわけではない。そのような層に関する適切なフィルムの厚さ、層配置、堆積技術はよく知られている。このコーティングは、ナトリウム・イオン障壁層、ＴＣＯ層、緩衝層のうちの１つ以上を含むことができる。そのような層に関する適切な材料、フィルムの厚さ、層配置、堆積技術はよく知られている。
いくつかの実施例では、本開示のガラスは製造中に（例えば被覆前に）熱処理され、熱強化ガラスとなる。例えば一実施例では、ガラスは、少なくとも応力緩和温度（徐冷温度とも呼ぶことができる）に達するまで加熱した後、ゆっくりと冷却して内部応力を緩和する。このような処理をされた（その結果として特徴的な応力条件を有する）ガラスは焼なましガラスと呼ぶことができる。
いくつかの実施態様では、本開示の焼なましガラスは、（被覆前の）中心部張力が約７０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）〜約２８５ｐｓｉ（例えば約９５ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉ、または約１４０ｐｓｉ〜約１９０ｐｓｉ）である。このようなガラスは、中心部張力の約２倍に等しい値の表面圧縮応力を示すことができる。例えば中心部張力が上記の値だと、ガラスは、約１４０ｐｓｉ〜約５７０ｐｓｉ（例えば約１９０ｐｓｉ〜約４７０ｐｓｉ、または約２８０ｐｓｉ〜約３６０ｐｓｉ）の値の表面圧縮応力を示すことができる。中心部張力と表面圧縮応力の上記の値は、厚さが約３ｍｍの平坦なガラス基板の焼なまし特性の代表例である。より薄いガラス基板が示す中心部張力と表面圧縮応力の値はより小さい可能性があるのに対し、より厚いガラス基板が示す中心部張力と表面圧縮応力の値はより大きい可能性がある。例えば厚さ２ｍｍのガラス基板は、上記の値よりも約２０％〜約５０％小さい値の中心部張力と表面圧縮応力を示す可能性があるのに対し、厚さ４ｍｍのガラス基板は、上記の値よりも約２０％〜約５０％大きい値の中心部張力と表面圧縮応力を示す可能性がある。
焼なましガラスの表面圧縮応力の値は、ＡＳＴＭ Ｃ１０３６-０６に従って決定することができる。焼なましガラスの中心部張力の値は、ガラスをガラス・リボンの引き出しラインに垂直な方向に幅が約１インチで長さが約６インチのストリップに切断することによって決定できる。このストリップを次に光学式ビューワー（例えば偏光計）のサンプル台の上に配置する。光学式ビューワーは、ベビー・オイル浴の裏に配置することができる。カウンタ読み取り付きウェッジ（例えば黒いパラボラ付きの石英製ウェッジを含むＢaＢinet補償板）を用いてストリップの長軸をウェッジに平行に配置すると、ガラスの中心部張力を測定することができる。典型的には、中心部張力はミリミクロンを単位として測定され、それを、１ミリミクロンが約４．６７ｐｓｉであると仮定してｐｓｉに変換することができる。
別の一実施例では、ガラスを徐冷温度に達するまで加熱した後に急冷してガラスの表面に圧縮性応力を誘起させる。このような処理をされ（て特徴的な応力状態を持っ）たガラスを焼き戻されたガラスと呼ぶことができる。
いくつかの実施例では、本開示の焼き戻されたガラスは、（被覆前に）１０,０００ｐｓｉを超える表面圧縮応力（例えば１５,０００ｐｓｉを超える表面圧縮応力、または１８,０００ｐｓｉを超える表面圧縮応力）を示す。別の実施態様では、焼き戻されたガラスは、約１０,０００ｐｓｉ〜約２０,０００ｐｓｉの表面圧縮応力を示す。焼き戻されたガラスの表面圧縮応力は、ＡＳＴＭ Ｃ１０４８-０４に従って決定することができる。
いくつかの実施例では、本開示の熱強化ガラスに対して高温の堆積ステップまたは処理ステップを実施してもその熱強化／内部応力特性が実質的に（またはまったく）失われることがないようにできる。例えば一実施例では、本開示の焼なましガラスを必要に応じて約１分間〜約３分間にわたって約５００℃〜約９００℃（例えば約７００℃〜約８００℃）の温度にしてもその焼なまし特性が失われることはない。いくつかのケースでは、その中に約７００℃（例えば６９０℃〜７２０℃）の温度での約２分間（例えば約１１０〜約１３０秒）にわたる熱処理が含まれていてもよい。これらの実施例では、焼なましガラスは、高温にされた後にその焼なまし特性を維持することができる。
例えば焼なましガラスの表面を１分間よりも長い時間（例えば３分間超）にわたって５５０℃よりも高温（例えば７００℃超）にする堆積処理または加熱処理の後、本開示の焼なましガラスは、堆積処理または加熱処理を実施する前にその焼なましガラスが示す値の５０％を超える（例えばその値の９０％超、またはその値の９５％超、またはその値の９９％超の）値の中心部張力および／または表面圧縮応力を示すことができる。一例として、本開示の焼なましガラスが、その焼なましガラスの表面を１分間よりも長い時間（例えば３分間よりも長い時間）にわたって５５０℃よりも高い（例えば７００℃よりも高い）温度にする堆積処理または熱処理を受ける前に１５０ｐｓｉの中心部張力と３００ｐｓｉの表面圧縮応力を示す場合には、その焼なましガラスは、堆積処理または熱処理を受けた後（例えば周囲温度に戻った後）に７５ｐｓｉを超える（例えば１３５ｐｓｉ超、または１４２．５ｐｓｉ超、または１４８．５ｐｓｉ超の）中心部張力および／または１５０ｐｓｉを超える（例えば２７０ｐｓｉ超、または２８５ｐｓｉ超、または２９７ｐｓｉの）表面圧縮応力を示すことができる。
いくつかの実施態様では、本開示の焼なましガラスは、高温の堆積ステップまたは処理ステップの後、２５ｐｓｉを超える（例えば７０ｐｓｉ超、または９５ｐｓｉ超、または１４０ｐｓｉ超、または２５０ｐｓｉ超の）中心部張力を示すことができる。このようなガラスは、その中心部張力の約２倍の大きさに等しい値の表面圧縮値を示すことができる。例えば中心部張力が上記の値だと、ガラスは、５０ｐｓｉよりも大きな値（例えば１４０ｐｓｉ超、または１９０ ｐｓｉ超、または２８０ ｐｓｉ超、または５００ ｐｓｉ超）の表面圧縮応力を示すことができる。
別の実施態様では、本開示の焼なましガラスは、高温の堆積ステップまたは処理ステップの後に約６０ｐｓｉ〜約２８５ｐｓｉ（例えば約９０ｐｓｉ〜約２３５ｐｓｉ、または約１３０ｐｓｉ〜約１９０ｐｓｉ）の中心部張力を示すことができる。このようなガラスは、その中心部張力の約２倍の大きさに等しい値の表面圧縮応力を示すことができる。例えば中心部張力が上記の値だと、ガラスは、１２０ｐｓｉ〜５７０ｐｓｉ（例えば１８０ｐｓｉ〜４７０ｐｓｉ超、または２６０ ｐｓｉ〜３８０ｐｓｉ超）の表面圧縮応力を示すことができる。
焼なましガラスに高温の堆積ステップまたは処理ステップを実施した後の中心部張力と表面圧縮応力に関する上記の値の例は、厚さ約３ミリメートル（ｍｍ）の平坦なガラス基板の焼きなまされた特性の例を表わしている。より薄いガラス基板は、より小さな中心部張力と表面圧縮応力を示す可能性があるのに対し、より厚いガラス基板は、より大きな中心部張力と表面圧縮応力を示す可能性がある。例えば厚さ２ｍｍのガラス基板は、上記の値よりも約２０％〜約５０％小さい値の中心部張力と表面圧縮応力を示すことができるのに対し、厚さ４ｍｍのガラス基板は、上記の値よりも約２０％〜約５０％大きい値の中心部張力と表面圧縮応力を示すことができる。
別の一実施例では、本開示の焼き戻されたガラスは、必要に応じて約１分間〜約３分間にわたって約５００℃〜約９００℃（例えば約７００℃〜約８００℃）の温度にしてもその焼き戻し特性が実質的に失われることはない。いくつかのケースでは、これは、約７００℃（例えば６９０℃〜７２０℃）の温度で約２分間（約１１０秒〜約１３０秒）熱処理する操作を含むことができる。これらの実施例では、焼き戻されたガラスは、高温にされた後でさえその焼き戻し特性を維持することができる。
例えば焼なましガラスの表面を１分間よりも長い（例えば３分間超の）時間にわたって５５０℃よりも高い（例えば７００℃超の）温度にする堆積処理または熱処理の後、本開示の焼き戻されたガラスは、堆積処理または熱処理の前にその焼き戻されたガラスが示す値の５０％を超える（例えば９０％超、または９５％超、または９９％超の）値の表面圧縮応力を示すことができる。一例として、本開示の焼き戻されたガラスが、その焼き戻されたガラスの表面を１分間よりも長い（例えば３分間超の）時間にわたって５５０℃よりも高い（例えば７００℃超の）温度にする堆積処理または熱処理の前に１２,０００ｐｓｉの表面圧縮応力を示している場合には、その焼き戻されたガラスは、堆積処理または熱処理の後（例えば周囲温度に戻った後）に６,０００ｐｓｉを超える（例えば１０,８００ｐｓｉ超、または１１,４００ｐｓｉ超、または１１,８８０ｐｓｉ超の）値の表面圧縮応力を示すことができる。
いくつかの実施態様では、本発明の焼き戻されたガラスは、高温での堆積ステップまたは処理ステップの後に、５,０００ｐｓｉを超える（例えば１０,０００ｐｓｉ超、または１２,０００ｐｓｉ超、または１５,０００ｐｓｉ超、または１８,０００ｐｓｉ超の）表面圧縮応力を示すことができる。別の実施態様では、本発明の焼き戻されたガラスは、高温での堆積ステップまたは処理ステップの後に、約５,０００ｐｓｉ〜約２５,０００ｐｓｉ（例えば約１０,０００ｐｓｉ〜約１８,０００ｐｓｉ）の表面圧縮応力を示すことができる。
高温の堆積ステップまたは処理ステップを実施した後の焼き戻されたガラスに関して上に示した表面圧縮応力の値の例は、厚さ約３ミリメートル（ｍｍ）の平坦なガラス基板の焼き戻し特性の代表例である。より薄いガラス基板はより小さな値の表面圧縮応力を示す可能性があるのに対し、より厚いガラス基板はより大きな値の表面圧縮応力を示す可能性がある。例えば厚さ２ｍｍのガラス基板は、上記の値よりも約２０％〜約５０％小さい値の表面圧縮応力を示す可能性があるのに対し、厚さ４ｍｍのガラス基板は、上記の値よりも約２０％〜約５０％大きい値の表面圧縮応力を示す可能性がある。
特定のどの理論にも囚われないと、この開示のガラスと比べて相対的に低い徐冷点および／または軟化点を示すガラスは、高温にさらされるとその熱強化特性を失う可能性があると考えられている。例えば高温での堆積ステップまたは処理ステップによってガラスの温度は応力緩和点よりも高くなり、そのことによってそのガラスの熱強化特性が変化する可能性がある。するとガラスが弱化、歪み、変形するため、そのガラスをその後の製品（例えばガラス系太陽電池）に組み込むことは難しくなる可能性がある。
逆に、本開示のガラスのいくつかの例は、典型的なガラスと比べて相対的に高い徐冷点および／または軟化点を示すことができる。さらに、これらのガラスは、典型的なガラスとは異なる化学組成を持つことができる。その結果、これらのガラスは、実質的に熱強化特性を変化させることなく高温（例えば高温被覆プロセス）に耐えることができる。
本開示のガラスは、適切な任意の技術を利用して製造することができる。図２は、本開示のガラスを製造する方法の一例を示すブロック・ダイヤグラムの概念図である。例示したこの方法は、炉１０と、熱強化モジュール５０と、被覆モジュール１００とを備えている。一般に、炉１０と、熱強化モジュール５０と、被覆モジュール１００は、さまざまな構造上の特徴と構成要素の代表例であり、これらのユニットは、以下に説明する代表的な機能を実行することができる。
本開示のガラスは、ガラス溶融炉１０を備えるフロート・ガラス・ラインで製造することができる。図２の例では、ガラス溶融炉１０は装填口２０を備えており、その場所でさまざまなガラス製造材料（材料の“バッチ”と呼ばれることもある）が炉の中に導入される。ガラス溶融炉１０は、溶融したガラスの取り出し口３０も備えており、その場所で溶融したガラス（ガラス・リボンと呼ばれることもある）が炉から取り出される。作業中はガラス製造材料が装填口２０からガラス溶融炉１０の中に入り、その炉の中を矢印Ｄの方向に移動して取り出し口３０に達する。この取り出し口３０から溶融したガラスをフロート区画３４の上に取り出すことができる。フロート区画３４として、炉の下流にある溶融スズ床が可能である。溶融したガラスを溶融スズ床の上で冷却して平坦なガラス基板を形成することができる。
ガラス溶融炉１０は多彩な構成を取ることができる。図２の例では、ガラス溶融炉１０は、装填口２０に近い溶融ゾーン２２と、取り出し口３０に近い清澄ゾーン２４を備えている。溶融ゾーン２２は、ガラス製造成分の実質的に大半が溶融するガラス溶融炉１０の部分である。清澄ゾーン２４は、うちで、溶融ゾーン２２から受け取った溶融したガラスを清澄にするためのガラス溶融炉１０の部分である。
清澄ゾーン２４は、ガラス製造材料の移動方向で（例えばその材料がガラス溶融炉１０の中を矢印Ｄで示した方向に移動するとき）溶融ゾーン２２の下流に位置する。本開示の目的では、清澄ゾーン２４は、ガラス溶融炉１０のうちで、溶融ガラス浴の表面に浮いている溶融していない（例えば固体の）ガラス製造成分の多くの部分を含んでいない区画と見なすことができる。すなわち清澄ゾーン２４は、ガラス溶融炉１０のうちで、ガラス製造成分の大半が溶融している区画であると見なすことができる。清澄ゾーン２４では溶融したガラスを均質にできるため、欠陥（例えば泡や“種”）が除去される。溶融ゾーン２２の中でも清澄がいくらか起こる可能性がある。いずれの場合でも、溶融したガラスは、ガラス溶融炉１０の動作中にバッチ処理するか、清澄ゾーン２４から連続的に引き出すことができる。
ガラス溶融炉１０は、ガラス製造成分を溶融して流動可能な状態にする適切な任意の加熱装置を用いて実現することができる。例えば溶融ゾーン２２と清澄ゾーン２４は、単一の加熱チャンバーの中に実現すること、または２つ以上の互いに接続された別々の加熱チャンバーとして実現することができる。
図２の例では、ガラス溶融炉１０は、ガラス製造材料を溶融させる一連のバーナー４０を備えている。いくつかの実施態様では、ガラス溶融炉１０は、側部ポート蓄熱加熱式である。そのような実施態様では、ガラス溶融炉１０は、空気バーナーのための燃料空気をあらかじめ加熱するため、炉のいずれかの側に蓄熱装置を備えることができる。
いくつかの実施態様では、ガラス溶融炉１０は、ガラス製造材料を溶融させて清澄にするため、炉のそれぞれの側に一連のバーナーを備えている。これらバーナーは、一般に、長手方向に互いに離して配置することができる。そのため上流のバーナーは溶融ゾーンの中にあり、下流のバーナーは清澄ゾーンの中にある。図２からわかるように、これらバーナー４０は、装填口２０に最も近い１番のバーナーから始まる番号順で呼ぶことができる。いくつかの実施態様では、炉は、それぞれの側に４〜１６個（例えば６個）のバーナーを備えている。ガラスはこれらバーナーを通過して取り出し口３０へと進み、いくつかの実施態様では、フロート区画３４へと進み、いくつかの実施態様ではさらに切断包装区画（図示せず）へと進む。別の実施態様では、ガラスは、巻かれたガラス（例えば巻かれてパターニングされたガラス）である。そのような実施態様では、溶融したガラスを成形する（例えば平坦にする、パターニングする）ため、フロート区画の代わりにローラーが設けられている。
バーナー４０として、空気−燃料バーナーまたは酸素−燃料バーナーが可能である。空気−燃料バーナーがガラス溶融炉１０のそれぞれの側に交互に配置されているため、動作中は、第１の側のバーナーが同時に点火されるとき、他方の側のバーナーは点火されない。所定の時間が経過した後にシステムは逆転し、以前に点火された空気−燃料バーナーは点火されず、以前に点火されていない空気−燃料バーナーが同時に点火される。この一連の動作が繰り返される。いくつかの実施態様では、バーナーは、ガラス製造材料と溶融したガラスを直接横断して火を当てる位置にある。炎からの排気ガスは、炉全体の効率を向上させるため熱回収装置を通じて回収することができ、そのことによって燃料の消費が減る。いくつかの実施態様では、太陽光透過率を大きくしてガラス系太陽電池の用途にさらに適するようにするため、溶融したガラスは、清澄ゾーン２４において、その溶融したガラスに直接向けられる酸素−燃料バーナーを用いて清澄にされる。
ガラス溶融炉１０は、製造するガラスの組成に応じて多彩な温度で運転することができる。いくつかの実施態様では、ガラス溶融炉１０は、その炉を出てフロート浴に入るときに約１,０００℃〜約１,０５０℃（例えば約１,０２０℃）の温度のガラス・リボン（例えば取り出し口３０で溶融しているガラス）を製造する構成である。別のいくつかの実施態様では、ガラス溶融炉１０は、標準的なガラス・シートを製造するときに用いられるよりも高い温度を有する本開示の組成を持つガラス・リボンを製造する構成である。例えばガラス溶融炉１０は、その炉を出てフロート浴に入るときに約１,０４０℃〜約１,１５０℃（例えば約１,０５０℃〜約１,０８０℃、または約１,０５５℃〜約１,０６５℃）の温度であるガラス・リボンを製造する構成にすることができる。炉の温度をこのように高くすると、そうでない場合に本開示に従って製造されるいくつかのガラス基板において標準的な炉の温度で起こる可能性のある不透明化を減らすこと、またはなくすことができる。運転中は、溶融したガラスはガラス溶融炉１０からフロート区画３４へと出される。溶融したガラスをフロート区画３４に沿って移動する間に冷却して平坦なガラスを製造することができる。
図２に示した方法の例は、熱強化モジュール５０を含んでいる。熱強化モジュール５０は、ガラス溶融炉１０の中で製造されるガラスの熱強化（例えば焼きなまし、または焼き戻し）に使用できるさまざまな構造上の特徴と構成要素を表わしている。特徴の例として、徐冷炉および／または焼き戻し炉が挙げられる。熱強化モジュール５０は、ガラス溶融炉１０と直接に直列にされて（例えばガラス溶融炉１０と共有の搬送ライン上に位置して）いてもよいし、されていなくてもよい。例えば熱強化モジュール５０は、フロート区画３４の直後に（例えば溶融したガラスの冷却を制御するために）設けることや、フロート区画３４とは離して設けることができる。
いくつかの実施態様では、熱強化モジュール５０は、溶融したガラスがフロート区画３４に沿って冷えていく速度を制御する焼き入れゾーンを備えている。熱強化モジュール５０は、フロート区画３４に沿って移動するガラスを比較的ゆっくりと冷却して焼なましガラスを製造することができる。あるいは熱強化モジュール５０は、フロート区画３４に沿って移動するガラスを比較的迅速に冷却して焼き戻されたガラスを製造することができる。あるいは熱強化モジュール５０は、以前に冷却されたガラス基板を再加熱して徐冷点よりも高温にした後、そのガラスを制御しながら冷却して焼なましガラスまたは焼き戻されたガラスを製造することができる。いくつかの実施態様では、熱強化モジュール５０は、（例えば同じ設備に、または異なる設備に）２つの強化モジュール（例えばフロート区画３４の直後に位置する徐冷炉と、焼なましガラスを受け入れる焼き戻し炉）を備えている。
いくつかの実施態様では、熱強化モジュール５０は、例えば以前に冷却されたガラスを熱強化するために、加熱ゾーンと焼き入れゾーンとを備えている。そのような実施態様では、加熱ゾーンは、加熱源を有する熱強化ラインの入口と取り出し口の間に位置する第１の加熱ゾーンを備えることができる。第１の加熱ゾーンは、ガラス基板の厚み全体を徐冷温度よりも高温（例えば約５５０℃〜６５０℃、または約５４５℃〜約６００℃）に加熱して内部応力を緩和することができる。加熱ゾーンは、ガラス基板の厚み全体をより高温（例えば約６５０℃〜約７５０℃）に加熱する第２の加熱ゾーンも備えることができるが、必ずしもその必要はない。
熱強化モジュール５０は、ガラス基板を制御しながら冷却して適切な熱強化特性にするため、加熱ゾーンの具体的な数や構成とは無関係に、焼き入れゾーンも備えることができる。冷却プロセスの時間特性と温度特性が、ガラス基板に与える応力特性を決定する可能性がある。
図２に示した方法の例は、被覆モジュール１００も含んでいる。被覆モジュール１００は、本開示に従って製造されるガラス基板の被覆に使用できるさまざまな構造上の特徴と構成要素を表わしている。被覆モジュール１００は、スパッタリング装置、蒸着装置、熱分解装置、化学蒸着装置などのうちの１つ以上を備えることができる。被覆モジュール１００は、ガラス溶融炉１０（例えばガラス溶融炉１０と共有の搬送ライン）と直接直列になっていても、なっていなくてもよい。異なる実施態様では、被覆モジュール１００は、平坦なガラス基板の表面に高温のコーティングをスパッタによって、または熱スプレーによって形成する構成にできる。いくつかの実施態様では、平坦なガラス基板は、１分よりも長い期間にわたって５００℃よりも高い温度にすることができる（例えば必要に応じて約１分間〜約３分間にわたって５００℃〜約８００℃の温度（例えば約７００℃〜約８００℃））。
図２に例示した方法により、典型的なフロート・ガラス基板よりも徐冷点および／または軟化点が高いガラス基板を製造することができる。図２に例示した方法により、実質的に変形したり熱強化特性を失ったりすることなく、加熱すること、または高温コーティングを受け入れることのできるガラス基板を製造することもできる。そのようなガラス基板の例は、ガラス系太陽電池の用途で有用である可能性がある。
この明細書ではガラス系太陽電池への応用例に言及してガラス基板とガラス製造技術を全体的に説明してきたが、開示内容がそのような１つの応用例に限られないことを理解されたい。そうではなく、ここに記載したガラス基板とガラス製造技術は、ガラス系太陽電池以外の用途に有用である可能性がある。例えばこの開示のガラス基板は、電子デバイス（例えばプラズマ・テレビジョン、携帯電話、コンピュータ・スクリーン、タブレット型コンピュータなど）のスクリーンを製造するのに利用できる。そのような用途では、例えばＴＣＯコーティングの堆積または処理においてガラス基板に対して高温での堆積ステップまたは処理ステップが実施される可能性がある。こうした用途におけるコーティングの例として、フッ素をドープしたスズ酸化物コーティング、アルミニウム-亜鉛酸化物コーティング、インジウム-スズ酸化物コーティングなどがあるが、これだけに限られることはない。
別の一実施例として、この開示のガラス基板は、自己クリーニング・コーティングで覆うことができる。そのコーティングは、場合によっては光触媒フィルム（例えばチタニア）を含んでいる。さらに別の一実施例では、この開示のガラス基板は、１種類以上の赤外線反射フィルム（例えば銀）を含む低反射率コーティングで覆うことができる。この開示のガラス基板とガラス製造技術の両方の別の用途を考えることも可能である。
いくつかの実施態様を説明してきたが、開示内容の範囲を逸脱することなく、さまざまな変更、適応、改変が可能であることを理解されたい。
例示としての以下の限定しない実施例において、この開示に従って形成されたガラスに関する追加の詳細を提供する。実施例における本発明の実施態様によるガラスは、試験と分析のため、溶融したガラスをホッケー用パックのサイズの円板にする小バッチ処理技術を利用して製造した。
以下の表１に、比較例のガラス組成物のデータを提示する。比較例（ＣＥ）１と２には、例えば透明なガラス組成物の組成と、軟化点および／または徐冷点を示す。ＣＥ３には、例えば中鉄フロート・ガラスの組成および軟化点のデータを示す。ＣＥ４とＣＥ５には、例えば低鉄フロート・ガラスの粘度点を示す。
Figure 2013530915
以下の表２と表３に、ガラス組成物（例えば本開示のガラス）のデータを提示する。これらの実施例は例示を目的としたものであり、本発明の範囲を制限する意図はない。実施例（ＥＸ）１〜５は以下の表２に示し、実施例６〜１１は以下の表３に示す。ＥＸ４とＥＸ５は計算値であるため、これらの実施例については徐冷点と軟化点の測定値はない。
Figure 2013530915
Figure 2013530915
上の表からわかるように、本開示のガラス組成物は、他のタイプのガラス組成物と比べて相対的に高い徐冷点および／または軟化点を持つことができる。それに加え、上の表からわかるように、本開示のガラス組成物の実施例は、従来のソーダ石灰シリカ系ガラスと比べてＣａＯとＭｇＯのうちの１種類以上を相対的に多い量で、および／またはＮａ2Ｏを相対的に少ない量で含むことができる。

Claims (38)

  1. ６７〜７５重量％のＳｉＯ2と、
    １３重量％超のＣａＯ＋ＭｇＯと、
    １０〜１４．５重量％のＮａ2Ｏとを含み、
    約５５４℃よりも高い徐冷点を示すソーダ石灰シリカ系ガラス。
  2. 前記ＣａＯ＋ＭｇＯは、
    ８．２〜１０．５重量％のＣａＯと、
    ３．５〜６．０重量％のＭｇＯとを含む、請求項１に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  3. 約６００℃未満の徐冷点を示す、請求項１に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  4. 約５５４〜約５８５℃の徐冷点を示す、請求項３に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  5. ８８％を超える太陽光透過率を示す、請求項１に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  6. 前記ＣａＯ＋ＭｇＯは約１３．５〜約１５．８重量％である、請求項１に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  7. Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、ＧｅおよびＣｅのうちの１種類以上を実質的に含まない、請求項１に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  8. 前記ＳｉＯ2は７０〜７５重量％であり、前記ＣａＯは９〜１０．６５重量％であり、前記ＭｇＯは４．４〜５．８５重量％であり、前記Ｎａ2Ｏは１０．９〜１３．６重量％である、請求項１に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  9. 前記ガラスは、第１の主要面と第２の主要面を有する平坦なシートであり、前記平坦なシートの前記第１の主要面および前記第２の主要面の少なくとも一方の上に堆積された透明な導電性酸化物コーティングをさらに備える、請求項１に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  10. １４０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）を超える表面圧縮応力を示す、請求項９に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  11. 約２６０〜約３８０ｐｓｉの表面圧縮応力を示す、請求項１０に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  12. １０,０００ｐｓｉを超える表面圧縮応力を示す、請求項９に記載のソーダ石灰シリカ系ガラス。
  13. ６７〜７５重量％のＳｉＯ2と、
    １３重量％超のＣａＯ＋ＭｇＯと、
    １０〜１４．５重量％のＮａ2Ｏとを含む平坦なソーダ石灰シリカ系ガラス基板を備え、
    前記平坦なガラス基板が約５５４℃よりも高い徐冷点を示す、ガラス系ソーラー・パネル。
  14. 前記ＣａＯ＋ＭｇＯは、
    ８．２〜１０．５重量％のＣａＯと、
    ３．５〜６．０重量％のＭｇＯとを含む、請求項１３に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  15. 前記平坦なガラス基板は約６００℃未満の徐冷点を示す、請求項１３に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  16. 前記平坦なガラス基板は８８％を超える太陽光透過率を示す、請求項１３に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  17. 前記ＣａＯ＋ＭｇＯは約１３．５〜約１５．８重量％である、請求項１３に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  18. 前記平坦なガラス基板は、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、ＧｅおよびＣｅのうちの１種類以上を実質的に含まない、請求項１３に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  19. 前記ＳｉＯ2は７０〜７５重量％であり、前記ＣａＯは９〜１０．６５重量％であり、前記ＭｇＯは４．４〜５．８５重量％であり、前記Ｎａ2Ｏは１０．９〜１３．６重量％である、請求項１３に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  20. 前記平坦なガラス基板は、第１の主要面と第２の主要面を有する平坦なシートであり、前記平坦なシートの前記第１の主要面および前記第２の主要面の少なくとも一方の上に堆積された透明な導電性酸化物コーティングをさらに備える、請求項１３に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  21. 前記平坦なガラス基板は、１４０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）を超える表面圧縮応力を示す、請求項２０に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  22. 前記平坦なガラス基板が、１０,０００ｐｓｉを超える表面圧縮応力を示す、請求項２０に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  23. 前記平坦なガラス基板は、第１の平坦なガラス基板を備え、さらに第２の平坦なガラス基板を備え、
    前記第１の平坦なガラス基板は、前記第２の平坦なガラス基板に気密に取り付けられ、前記第１の平坦なガラス基板の上に堆積された前記透明な導電性酸化物コーティングを閉じ込める、請求項２０に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  24. 前記第１の平坦なガラス基板は、前記第２の平坦なガラス基板から約０．０９インチ未満の距離だけ離れている、請求項２３に記載のガラス系ソーラー・パネル。
  25. ガラス形成成分を炉の中で溶融させるステップと、
    溶融した前記ガラス形成成分を堆積させて、ソーダ石灰シリカ系ガラスの平坦なシートを形成するステップを含み、
    前記平坦なシートは、以下の成分：
    ６７〜７５重量％のＳｉＯ2と、
    １３重量％超のＣａＯ＋ＭｇＯと、
    １０〜１４．５重量％のＮａ2Ｏとを含み、
    前記平坦なシートは約５５４℃よりも高い徐冷点を示す、方法。
  26. 前記ガラス形成成分を溶融させる前記ステップが、前記ガラス形成成分をフロート・ガラス・ラインの装填口に加える操作を含み、
    前記溶融したガラス形成成分を堆積させる前記ステップが、前記フロート・ガラス・ラインのフロート浴の上にガラス・リボンを堆積させる工程を含み、
    前記ガラス・リボンが前記炉を出て前記フロート浴に入るときに、前記ガラス・リボンは約１,０５０〜約１,１５０℃の温度を有する、請求項２５に記載の方法。
  27. 前記ＣａＯ＋ＭｇＯは、
    ８．２〜１０．５重量％のＣａＯと、
    ３．５〜６．０重量％のＭｇＯとを含む、請求項２５に記載の方法。
  28. 前記平坦なシートは約６００℃未満の徐冷点を示す、請求項２５に記載の方法。
  29. 前記平坦なシートは８８％を超える太陽光透過率を示す、請求項２５に記載の方法。
  30. 前記ＣａＯ＋ＭｇＯは約１３．５〜約１５．８重量％である、請求項２５に記載の方法。
  31. 前記平坦なシートは、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂ、Ｐ、ＧｅおよびＣｅのうちの１種類以上を実質的に含まない、請求項２５に記載の方法。
  32. 前記ＳｉＯ2は７０〜７５重量％であり、前記ＣａＯは９〜１０．６５重量％であり、前記ＭｇＯは４．４〜５．８５重量％であり、前記Ｎａ2Ｏは１０．９〜１３．６重量％である、請求項２５に記載の方法。
  33. 前記溶融したガラス形成成分を堆積させる前記ステップは、前記ソーダ石灰シリカ系ガラスの前記平坦なシートが焼なましおよび焼き戻しの少なくとも一方が行われるように、前記溶融したガラス形成成分を冷却する工程を含む、請求項２５に記載の方法。
  34. 前記溶融したガラス形成成分を冷却した後、被覆プロセスにおいて約１〜約３分間にわたって約７００〜約８００℃の温度に前記平坦なシートを曝すステップをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
  35. 被覆プロセスにおいて約７００〜約８００℃の温度に前記平坦なシートを曝す前記ステップは、前記平坦なシートの上に透明な導電性酸化物を堆積させる工程を含む、請求項３４に記載の方法。
  36. 前記平坦なシートを高温処理ステップに曝すステップをさらに含み、
    前記平坦なシートは、その高温処理ステップに曝される前にその平坦なシートが示す値の９０％を超える値の中心部張力および／または表面圧縮応力を示す、請求項２５に記載の方法。
  37. 前記高温処理ステップが、前記平坦なシートを少なくとも約１分間にわたって５００〜約９００℃の温度に曝す工程を含む、請求項３６に記載の方法。
  38. 前記高温処理ステップが被覆操作を含む、請求項３７に記載の方法。
JP2013511401A 2010-05-20 2011-05-20 高温用のガラス基板 Expired - Fee Related JP6014024B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34670410P 2010-05-20 2010-05-20
US61/346,704 2010-05-20
US37733910P 2010-08-26 2010-08-26
US61/377,339 2010-08-26
PCT/US2011/037448 WO2011146895A2 (en) 2010-05-20 2011-05-20 Glass substrates for high temperature applications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013530915A true JP2013530915A (ja) 2013-08-01
JP6014024B2 JP6014024B2 (ja) 2016-10-25

Family

ID=44627351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013511401A Expired - Fee Related JP6014024B2 (ja) 2010-05-20 2011-05-20 高温用のガラス基板

Country Status (11)

Country Link
US (2) US20120132269A1 (ja)
EP (1) EP2571824B1 (ja)
JP (1) JP6014024B2 (ja)
KR (1) KR20130100235A (ja)
CN (1) CN103153892B (ja)
CA (1) CA2797415A1 (ja)
EA (1) EA201291292A1 (ja)
MX (1) MX2012013163A (ja)
PL (1) PL2571824T3 (ja)
TR (1) TR201815491T4 (ja)
WO (1) WO2011146895A2 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2972446B1 (fr) 2011-03-09 2017-11-24 Saint Gobain Substrat pour cellule photovoltaique
US11352287B2 (en) 2012-11-28 2022-06-07 Vitro Flat Glass Llc High strain point glass
WO2015000090A2 (de) * 2013-07-04 2015-01-08 Saint-Gobain Glass France Brandschutzglasscheibe und brandschutzverglasung
US9296638B2 (en) 2014-07-31 2016-03-29 Corning Incorporated Thermally tempered glass and methods and apparatuses for thermal tempering of glass
TWI705889B (zh) 2014-06-19 2020-10-01 美商康寧公司 無易碎應力分布曲線的玻璃
US11097974B2 (en) 2014-07-31 2021-08-24 Corning Incorporated Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods
US10611664B2 (en) 2014-07-31 2020-04-07 Corning Incorporated Thermally strengthened architectural glass and related systems and methods
TWI705948B (zh) * 2014-10-08 2020-10-01 美商康寧公司 含有金屬氧化物濃度梯度之玻璃以及玻璃陶瓷
US10672920B2 (en) 2015-03-12 2020-06-02 Vitro Flat Glass Llc Article with buffer layer
GB201505091D0 (en) 2015-03-26 2015-05-06 Pilkington Group Ltd Glass
TWI773480B (zh) 2015-12-11 2022-08-01 美商康寧公司 具有金屬氧化物濃度梯度之可熔融成形的玻璃基物件
JP6923555B2 (ja) 2016-01-12 2021-08-18 コーニング インコーポレイテッド 薄厚熱強化及び化学強化ガラス系物品
US11795102B2 (en) 2016-01-26 2023-10-24 Corning Incorporated Non-contact coated glass and related coating system and method
KR20200091500A (ko) 2016-04-08 2020-07-30 코닝 인코포레이티드 두 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하는 유리-계 물품, 및 제조 방법
US10273183B2 (en) 2017-07-14 2019-04-30 Owens-Brockway Glass Container Inc. Soda-lime-silica glass-ceramic
US11485673B2 (en) 2017-08-24 2022-11-01 Corning Incorporated Glasses with improved tempering capabilities
TWI785156B (zh) 2017-11-30 2022-12-01 美商康寧公司 具有高熱膨脹係數及對於熱回火之優先破裂行為的非離子交換玻璃
CN116811379A (zh) 2019-08-06 2023-09-29 康宁股份有限公司 具有用于阻止裂纹的埋入式应力尖峰的玻璃层压体及其制造方法
KR102368924B1 (ko) 2020-02-28 2022-03-03 김진호 끈 조임장치
WO2022064440A1 (en) * 2020-09-28 2022-03-31 Pan Elettrica Panzeri Di Panzeri Piergiuseppe Fire-resistant photovoltaic glass pane and panel for architectural elements

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221137A (ja) * 1989-02-23 1990-09-04 Asahi Glass Co Ltd 易成形性ガラス組成物
JP2000159538A (ja) * 1998-11-27 2000-06-13 Asahi Glass Co Ltd 太陽電池用ガラス
JP2001034531A (ja) * 1999-07-22 2001-02-09 Toshiba Corp スタックアクセス装置および記憶媒体
JP2001058851A (ja) * 1998-10-30 2001-03-06 Nippon Sheet Glass Co Ltd 導電膜付きガラス板およびこれを用いたガラス物品
WO2001066477A1 (fr) * 2000-03-06 2001-09-13 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Verre plat a coefficient de transmission eleve
JP2005067974A (ja) * 2003-08-27 2005-03-17 Nippon Sheet Glass Co Ltd 薄膜付きガラスの製造方法
US20060024199A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 National Institute Of Advanced Industrial Science Inductively-coupled plasma torch
JP2006525213A (ja) * 2003-05-07 2006-11-09 サン−ゴバン グラス フランス 特に、基板を製作するためのソーダライムシリカガラス組成物
US20060249199A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 Guardian Industries Corp. Solar cell using low iron high transmission glass with antimony and corresponding method
JP2010538963A (ja) * 2007-09-21 2010-12-16 サン−ゴバン グラス フランス シリコ−ソード−カルシウムガラス板

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8728892D0 (en) * 1987-12-10 1988-01-27 Pilkington Plc Producing molten glass
US6313052B1 (en) * 1998-02-27 2001-11-06 Asahi Glass Company Ltd. Glass for a substrate
CA2342910C (en) * 1998-09-04 2008-08-05 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Light-colored high-transmittance glass and method of manufacturing the same, glass sheet with conductive film using the same and method of manufacturing the glass sheet, and glassarticle
JP4306877B2 (ja) * 1999-05-31 2009-08-05 日本板硝子株式会社 表面に凹凸を有するガラス板の製造方法
GB0020471D0 (en) * 2000-08-19 2000-10-11 Pilkington Plc Glass compositions
US6797658B2 (en) * 2001-02-09 2004-09-28 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods of adjusting temperatures of glass characteristics and glass articles produced thereby
KR100847618B1 (ko) * 2001-09-05 2008-07-21 니혼 이타가라스 가부시키가이샤 고 투과 글래스판 및 고 투과 글래스판의 제조방법
US7087307B2 (en) * 2001-12-28 2006-08-08 Nippon Sheet Glass Company, Limited Glass sheet and glass sheet photoelectric converter device
US7601660B2 (en) * 2004-03-01 2009-10-13 Guardian Industries Corp. Clear glass composition
US20050202951A1 (en) * 2004-03-15 2005-09-15 Guardian Industries Corp. Method of making float glass
US7700869B2 (en) * 2005-02-03 2010-04-20 Guardian Industries Corp. Solar cell low iron patterned glass and method of making same
US8648252B2 (en) * 2006-03-13 2014-02-11 Guardian Industries Corp. Solar cell using low iron high transmission glass and corresponding method
US7557053B2 (en) * 2006-03-13 2009-07-07 Guardian Industries Corp. Low iron high transmission float glass for solar cell applications and method of making same
FR2921356B1 (fr) * 2007-09-21 2011-01-21 Saint Gobain Composition de verre silico-sodo-calcique
US8671717B2 (en) * 2008-03-06 2014-03-18 Guardian Industries Corp. Photovoltaic device having low iron high transmission glass with lithium oxide for reducing seed free time and corresponding method
EA019049B1 (ru) * 2008-09-01 2013-12-30 Сэн-Гобэн Гласс Франс Способ получения стекла и полученное стекло
US8304358B2 (en) * 2008-11-21 2012-11-06 Ppg Industries Ohio, Inc. Method of reducing redox ratio of molten glass and the glass made thereby
EP2634150B1 (en) * 2010-10-27 2021-11-24 AGC Inc. Glass plate and process for production thereof
FR2972446B1 (fr) * 2011-03-09 2017-11-24 Saint Gobain Substrat pour cellule photovoltaique

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221137A (ja) * 1989-02-23 1990-09-04 Asahi Glass Co Ltd 易成形性ガラス組成物
JP2001058851A (ja) * 1998-10-30 2001-03-06 Nippon Sheet Glass Co Ltd 導電膜付きガラス板およびこれを用いたガラス物品
JP2000159538A (ja) * 1998-11-27 2000-06-13 Asahi Glass Co Ltd 太陽電池用ガラス
JP2001034531A (ja) * 1999-07-22 2001-02-09 Toshiba Corp スタックアクセス装置および記憶媒体
WO2001066477A1 (fr) * 2000-03-06 2001-09-13 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Verre plat a coefficient de transmission eleve
JP2006525213A (ja) * 2003-05-07 2006-11-09 サン−ゴバン グラス フランス 特に、基板を製作するためのソーダライムシリカガラス組成物
US20070037686A1 (en) * 2003-05-07 2007-02-15 Catherine Goulas Silico-sodo-calcic glass composition for the production of substrates.
JP2005067974A (ja) * 2003-08-27 2005-03-17 Nippon Sheet Glass Co Ltd 薄膜付きガラスの製造方法
US20060024199A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 National Institute Of Advanced Industrial Science Inductively-coupled plasma torch
US20060249199A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 Guardian Industries Corp. Solar cell using low iron high transmission glass with antimony and corresponding method
JP2010538963A (ja) * 2007-09-21 2010-12-16 サン−ゴバン グラス フランス シリコ−ソード−カルシウムガラス板

Also Published As

Publication number Publication date
PL2571824T3 (pl) 2019-01-31
CA2797415A1 (en) 2011-11-24
US20150083200A1 (en) 2015-03-26
TR201815491T4 (tr) 2018-11-21
WO2011146895A2 (en) 2011-11-24
EP2571824A2 (en) 2013-03-27
CN103153892B (zh) 2016-05-18
MX2012013163A (es) 2013-03-21
JP6014024B2 (ja) 2016-10-25
US20120132269A1 (en) 2012-05-31
EA201291292A1 (ru) 2013-05-30
WO2011146895A3 (en) 2012-02-23
KR20130100235A (ko) 2013-09-10
EP2571824B1 (en) 2018-08-15
CN103153892A (zh) 2013-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6014024B2 (ja) 高温用のガラス基板
US8940996B2 (en) Substrate for photovoltaic cell
US20120238435A1 (en) Glass plate and its production process
WO2013105625A1 (ja) ガラス
JP2001114533A (ja) 透明導電膜付きガラス板およびこれを用いたガラス物品
US20120021185A1 (en) Glass sheet
EP3274309B1 (en) Novel glasses
EP3274310B1 (en) Novel glasses
US10377660B2 (en) Glass sheet capable of having controlled warping through chemical strengthening
Kloss et al. Advances in the process of floating borosilicate glasses and some recent applications for specialty borosilicate float glasses
WO2016151327A1 (en) Glasses
US20130053233A1 (en) Method for producing a sheet of glass
US20130313671A1 (en) Substrate for a photovoltaic cell
JP7020458B2 (ja) 膜付きガラス基板及びその製造方法
WO2013064774A1 (fr) Substrat pour cellule photovoltaïque

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20130422

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130422

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140418

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140916

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20141210

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20141217

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150811

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151105

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160414

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20160516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160607

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160923

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6014024

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees