JP2013543630A - ガラスパッケージを封止するプロセスおよび得られるガラスパッケージ - Google Patents
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Abstract
有機色素太陽電池および他のガラスパッケージに含まれるガラス板（１４）内の１以上の充填孔（４２、４４）を、レーザ吸収ガラスパッチ（５２、５４）で孔（４２、４４）を覆うことによって封止する方法が提供される。ガラスパッチ（５２、５４）の外側周囲がレーザで溶解され、ガラスパッチ（５２、５４）の外側周囲がガラス板（１４）に対して気密封止される。その外側周辺周りに吸収フリットのループを有するガラスパッチ（５２、５４）で充填孔（４２、４４）を覆う別の方法が提供される。フリットのループがレーザで溶解され、ガラスパッチ（５２、５４）の外側周囲がガラス板（１４）に対して気密封止される。両プロセスにおいて、加熱および封止中に生成される熱応力を最小限に抑えるため、フリットループまたは吸収ガラスパッチ（５２、５４）の周囲全体が実質上同じ温度まで均一に加熱されるよう、レーザビームは（１）ガラスパッチ（５２、５４）の周囲の周りでループ型ビームに形成されるか、あるいは（２）ガラスパッチ（５２、５４）の周囲の周りで素早く移動する。
Description
本出願は、２０１０年９月３日に出願された米国仮特許出願第６１／３７９，８７４号の優先権の利益を米国特許法第１１９条の下で主張し、かつ２０１０年１１月３０日に出願された欧州特許出願第１０３０６３２５．１号の優先権の利益を主張するものであり、両出願は参照することにより本書に組み込まれる。
本開示は、液体を、より具体的には色素増感太陽電池における有機電解液などの熱感受性液体を含有しているガラスパッケージを封止するプロセスに関し、特に、熱感受性液体を含有しているガラスパッケージの充填孔を、この充填孔を覆ってガラスパッチをレーザ封止することにより封止するプロセスに関し、かつ色素増感太陽電池など、封止された液体充填ガラスパッケージに関する。
油や石炭などの従来のエネルギー源は揮発性供給であり、高コストであり、さらに環境上の懸念があることから、代替エネルギー源の研究、開発、および使用が近年増加している。近年研究および使用が増加している代替エネルギー源の１つは、太陽の光子を電気に変換する光起電装置、すなわち太陽電池である。現在、最も広く使用されている太陽電池は、シリコン系の光起電装置である。しかしながら、比較的低性能であると同時にシリコンは高コストであり、これらの装置の電気出力では経済的に多くの用途で実行不可能となる。
太陽光発電の比較的新しくより安価な手法は、色素増感型のメゾスコピック酸化物粒子を２つの電極搭載ガラス板間で使用して太陽光を電気に変換する、マイケル・グレッツェル（Michael Graetzel）によって発見された色素太陽電池技術である。色素太陽電池の１つのタイプは有機色素太陽電池であり、これは色素と熱感受性有機電解液とを含有したものである。図１および２に示したように、現在の有機色素太陽電池のモジュール設計１０では、典型的には２つのガラス板１２および１４を含み、各ガラス板は、薄い導電性コーティング２２、２４を備え、また２０μｍから３０μｍ程度離れている。一方のガラス板１２の内面は、陽極電極として機能する薄いＴｉＯ2層の電極層２２でコーティングされている。他方のガラス板１４の内側表面は、陰極電極として機能する薄いＰｔ層の電極層２４でコーティングされている。当技術ではよく理解されているが、ソーラーパネルの電池モジュールは、典型的には多くの色素太陽電池から構成され、これらの色素太陽電池は２つのガラス板間に設けられている。集電極（図示していない、Ａｇ銀電極など）が各電池へと延びて、各電池から電流を集める。電極層は最大４５０℃までの温度に耐えることができるため、２つのガラス板は、低溶解温度のガラスフリット３０または他の低溶解温度の無機封止材料のループを用いて共に封止することができる。フリット３０のループは、第１ガラス板１２（または第２ガラス板１４）上の電極層２２の高さを超えて形成／堆積され得る。その後、第２ガラス板１４を第１ガラス板に対して、第２ガラス板上の電極層２４が第１ガラス板１２上のフリット３０のループと接触する状態で設置する。個々の電池モジュールは、連続して接続された電池をいくつか含み得、この場合、通常フリットループはそのモジュール内の全ての電池を群として包囲し、封止し、かつ絶縁し得る。
その後、フリット材料を溶解するために、アセンブリ全体をオーブン内で、フリット材料の溶解温度を超えるが、ただし４５０℃未満の温度まで加熱する。フリットが硬化して２つのガラス板１２および１４を共に結合し、さらに太陽電池の周辺すなわち２つのガラス板１２および１４の周辺の周りに気密封止を形成するように、アセンブリをその後冷却する。集電極（図示していない、Ａｇ電極など）は有機色素太陽電池内に含有されている電解質材料による腐食に敏感であり得るため、各電池の周囲を封止して、電解液で満たされているアクティブな電池部分をＡｇ電極から絶縁させる。堆積されるフリット３０のループの高さは、フリットが溶解しさらに硬化した後に、このループによって２つのガラス板間におよそ２０μｍから３０μｍの間隙が形成されるような高さであり、それにより２つのガラス板１２および１４間にセルキャビティ４０が生成される。あるいは、無機封止材料の代わりに高分子封止材料を使用して、２つのガラス板１２および１４を室温で共に封止してもよい。しかしながら、高分子封止材料は気密封止を形成しないため、無機材料で気密封止された電池と比較すると電池の有用寿命に悪影響を与える。
各色素太陽電池は典型的に、ガラス板の一方を貫通する、少なくとも１つの、あるいは典型的には２以上の、充填孔４２および４４を備えている。２つのガラス板をフリット材料で共に封止した後、充填孔を使用して２つのガラス板の内側表面を色素溶液で染色し、さらに色素溶液をセルキャビティから取り除く。次いで充填孔を使用し、第２ステップとしてキャビティが溶液で完全に満たされるまで充填孔の一方からセルキャビティ内に電解液を入れてセルキャビティ４０に電解液を充填させ、この間キャビティ内で気泡が形成されるのを防ぐよう、空気は第２の充填孔を通って脱出させることができる。充填孔はその後典型的には、気密封止を形成しない高分子封止材料４６で閉鎖かつ封止される。
電池内に含有されている有機電解液は本質的に熱に敏感であるため、充填孔の封止に典型的には高分子封止材料が採用される。電池内に含有されている有機電解液の任意の部分を１２０℃超または約１５０℃超の温度まで加熱することになる封止プロセスは、有機電解液に悪影響を与えたりあるいは劣化させたりすることなく充填孔を封止するためには採用することができない。ガラスフリットや他の無機封止材料の溶融点は、典型的には最小で４５０℃以上である。そのため、電池内に含有されている有機色素材料にダメージを与えることなく充填孔を封止するために、ガラスフリットなどの気密性のある無機封止材料を採用することは難しい。その結果、充填孔の封止には典型的に高分子封止材料が使用されており、そのため封止プロセス中に充填孔を１５０℃未満のおおよそ室温で、電池内に含有されている有機電解液を損傷することなく封止することができる。しかしながら、このような高分子封止には気密性がなく、このため太陽電池の有用寿命が制限される。こうしたことにより、当技術では、有機色素太陽電池内の充填孔を気密封止するための低コストのプロセスが必要である。
本出願の所有者であるコーニング社（Corning Incorporated）は、有機発光ダイオード装置などの熱に敏感な装置の周囲を、装置を密閉する２つのガラス板間に設けられたフリットループをレーザビームで加熱することによって、封止するプロセスを開発した。例えば、コーニング社所有の、特許文献１、特許文献２、および特許文献３を参照されたい。しかしながら、これらの封止プロセスは、液晶ディスプレイの製造に使用するために開発された比較的高価で高品質なガラスである、コーニング社のＥａｇｌｅ（商標）ディスプレイガラスなど、比較的低熱膨張係数（ＣＴＥ）の材料に対して開発されたものである。一方有機色素太陽電池は、太陽電池を経済的に実行可能なものとするために必要なコストターゲットにより、ディスプレイガラスと比較して相対的に低コスト、低品質であり、かつ比較的高ＣＴＥの、ソーダ石灰ガラスで典型的には製造される。ソーダ石灰ガラスのＣＴＥは典型的には約８０×１０-7から約９０×１０-7／℃までの範囲内であり、一方コーニングのレーザ封止技術は、例えばＣＴＥが５０×１０-7／℃未満のガラスなど、よりＣＴＥが低いガラスの周囲を封止するために主に開発された。フリットおよびソーダ石灰ガラス内で生成される残留応力および過渡応力が、比較的低ＣＴＥのディスプレイ品質ガラスを封止する際のフリットおよびガラス内に生成される応力に比べて増加することに起因し、ソーダ石灰ガラスのＣＴＥとディスプレイガラスのＣＴＥとの間の差は封止性能に大きな差を与える。さらに、これらのプロセスは周囲の長さが３０ｍｍを超えるガラスフリットのループを封止するために開発されたものであり、直径２ｍｍの小さい孔を封止するためのものではない。さらに、これらの封止プロセスは、有機電解液などの温度感受性材料が完全に充填された電池を封止するために開発されたものではない。これらの既存のプロセスでは、ＯＬＥＤ装置などの温度感受性材料または装置を、レーザ封止中に有機の感受性材料または装置が過熱されないよう、周囲のフリット封止／壁から最小距離ずらさなければならない。電池に充填されている液体溶液と充填孔との間に間隔を空けることは、この目的だけのために、追加で専有場所と高価な構造を、費用をかけて加えることなしでは不可能である。
コーニング社は、ソーダ石灰ガラスなど、比較的高ＣＴＥのガラスの周囲のレーザフリット封止プロセスをさらに開発した。例えば、特許文献４および特許文献５を参照されたい。しかしながら、これらのプロセスを用いて効果的に封止することができるガラスの厚さには制限がある。色素太陽電池に典型的に使用されるような低コストのソーダ石灰ガラス板の製造に使用される、フロートプロセスでのおおよその薄さ限界は２．２ｍｍであるが、約２．２ｍｍ以上の厚さを有する比較的高ＣＴＥのガラス板のレーザフリット封止にこのプロセスを用いると、不十分な低い生産量となる。すなわち、このプロセスはこのような高ＣＴＥのガラス板で製造される有機色素太陽電池を封止するには経済的に実行不可能であり、かつ効果的ではないものとなる。さらに、上述したように、有機色素太陽電池は典型的にソーダ石灰ガラス板上に導電性コーティングを含み、これにより封止はさらに難しいものとなり、かつ産出量は一層低下する。これらのプロセスでは、フリットに接触している電池内の溶液が、封止プロセス中に比較的高温、例えばフリットの溶解温度まで典型的には加熱され、これは有機色素太陽電池を封止するときには許容できない。
コーニング社は、さらに、液体を含有している装置の周辺をレーザフリット封止するプロセスを開発した。例えば、前述の特許文献５を参照されたい。しかしながら、特許文献４および特許文献５において開示されたレーザ封止プロセスに関連して前述したように、これらのプロセスはディスプレイ品質のガラスを封止するために開発されたものである。経済的なソーダ石灰ガラス板で作製された装置をこれらのプロセスでレーザフリット封止すると、恐らく不十分な低い生産量をもたらすことになるであろう。さらに、これらの既存のプロセスは、熱感受性の溶液または装置を含むガラスパッケージを封止するために開発されたものではない。
当技術では、経済的なソーダ石灰ガラスパッケージにおける有機色素増感型太陽電池の充填孔を、気密性のある無機封止材料で経済的に封止するためのプロセスが必要である。さらに、例えばエレクトロウェッティングディスプレイやＯＬＥＤディスプレイなど、熱感受性であり得る液体または装置を含有している多くの様々な種類のガラスパッケージを作製するための、より費用のかからない製造プロセスが必要である。この必要性および他の必要性が、本開示のガラスパッケージを封止する方法および得られるガラスパッケージにより満足される。
本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、熱感受性液体を含有している、有機色素太陽電池などのガラスパッケージ内の１以上の充填孔を密閉／封止する方法が提供され、これは約５０×１０-7／℃未満のＣＴＥを有する薄い（例えば、厚さ約０．７ｍｍ未満の）レーザ吸収カバーガラスすなわちガラスパッチで、この孔を覆うことによる。次いで、ガラスパッチの周囲を溶解し、それによりガラスパッチをガラス板に融合させて、ガラス板の孔に対して気密封止する。ガラスパッチの周囲は、パッケージ内の電解液を１２０℃超または１５０℃超の温度まで加熱することなく、ガラスパッチの周囲全体が実質上均一の温度まで均一に加熱されるような手法で、例えばレーザで加熱される。
さらなる実施形態によれば、有機色素太陽電池のガラス板内の１以上の充填孔を、薄いカバーガラスでこの孔を覆うことにより、密閉する方法が提供される。カバーガラスの周囲は、レーザを使用してレーザ吸収性のフリットのループを溶解することでガラス板に気密封止され、このときパッケージ内の電解液を１２０℃超または１５０℃超の温度まで加熱することなく、フリットのループを同じ温度まで均一に加熱するような手法で行われる。
さらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明の中に明記され、そしてその説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、請求項、さらに添付の図面において説明されたように実施形態を実施することにより認識されるであろう。
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単なる例示であり、請求項の本質および特徴を理解するための概要または構成を提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。図面は１以上の実施形態を示し、そしてその記述とともに、種々の実施形態の原理および動作を説明するのに役立つ。
ここで、添付の図面に示したようなその例示的な実施形態を詳細に参照する。可能である場合には、図面を通じて同じまたは類似の部分の参照に同じ参照番号を使用する。
ここで図３および４を参照すると、一実施の形態により封止された有機色素太陽電池１００が開示されている。有機色素太陽電池１００は、第１ガラス板１２および第２ガラス板１４を含む。薄い導電性コーティング（ＴＣＯ）の上に設けられた薄いＴｉＯ2層２２によって、第１ガラス板上の内側表面に陽極電極を形成してもよい。ＴｉＯ2電極の厚さは約２μｍから約８μｍ程度でもよく、これは２つのガラス板間に形成された間隙の幅よりも薄い。薄い導電性の白金塩層２４を第２ガラス板１４の内側表面上に形成して、陰極電極を形成してもよい。第１ガラス板の内側表面の外側周辺部分を、ガラスフリットまたは他の無機封止材料３０のループ（すなわち、ループ状壁またはフレーム）を用いて第２ガラス板の内側表面の外側周辺部分に対して融合させ、気密封止してもよい。フリット３０のループは、第１ガラス板の内側表面を第２ガラス板の内側表面から約２０μｍから約３０μｍの距離だけ間隔を空けて配置させる役割も果たし、その結果２つのガラス板１２および１４の間には有機電解液を含有するためのセルキャビティ４０が形成される。セルキャビティは、フリットの内面、第１ガラス板１２の内側表面、および第２ガラス板１４の内側表面により画成される。電極層の材料および構造、フリットの組成、堆積、および溶解、さらに有機電解液の組成に関する詳細は、当技術において周知であり、本書では詳細には説明しない。本開示は主に、ガラスパッケージの気密封止と、一方のガラス板に設けられた充填孔の気密封止に関する。
第２ガラス板１４は、少なくとも１つの、または典型的には２以上の、ガラス板１４を貫通する直径最大２ｍｍの充填孔４２および４４を含み、これは以下でより詳細に説明するが、セルキャビティ４０に有機電解液を充填するためのものである。あるいは、充填孔は第１ガラス板１２に位置していてもよいが、この場合は充填孔が、セルを照射する光を遮る可能性がある。１以上のガラスパッチ５２および５４が、この２以上の充填孔４２および４４を覆う。２つの充填孔４２および４４と２つの対応するガラスパッチ５２および５４が図３および４に示されている。ただし、充填孔を十分に近づけて設けることができる場合、単一のガラスパッチで両方の充填孔を覆いかつ封止してもよい。ガラスパッチ５２および５４の内側表面の外側周辺部分を、ガラスフリット封止材料６２および６４のループ（すなわち、ループ状壁またはフレーム）を用いて、第２ガラス板の外側表面に対して融合させ気密封止する。こうして、充填孔４２および４４はガラスパッチ５２および５４とフリットループ６２および６４とにより気密封止され、完全に気密封止された色素太陽電池すなわちガラスパッケージ１００が形成される。
図２〜４では太陽電池が１つのみ図示されている。しかしながら典型的には、単一の電池モジュールにおいて、第１ガラス板と第２ガラス板との間には複数の太陽電池が存在することになる。典型的には、モジュール内の全ての電池のキャビティは共に接続されるため、モジュール内の全ての電池を充填するために必要とされる充填孔は一対のみである。しかしながら、モジュール内の電池が相互接続されていない場合には、各電池が夫々それ自体の充電孔対を備えてもよい。電流を集める電極が電池間のガラス板上に形成されて、各電池の陰極および陽極から電流を集める。
例として、一実施の形態による封止されたガラスパッケージ１００の製造方法をここで説明する。最初に、第１ガラス板１２と、少なくとも１つの、あるいは典型的には２以上の、貫通している充填孔４２および４４を備えている第２ガラス板１４とが提供される。第１および第２のガラス板は透明なガラス板であり、例えば、ソーダ石灰ガラス板、あるいはコード１７３７ガラスまたはＥａｇｌｅ２０００（商標）ガラスの商標名でコーニング社から製造および販売されているもののようなガラス板が挙げられる。あるいは、第１および第２のガラス板は、（例えば）、旭硝子社（例えば、ＯＡ１０ガラスおよびＯＡ２１ガラス）、日本電気硝子株式会社、ＮＨテクノ社（NH Techno）、およびサムスン・コーニング・プレシジョンガラス社（Samsung Corning Precision Glass Co.）などの会社により製造および販売されているもののような透明ガラス板でもよい。所望であれば、ガラス板のうちの１つは不透明でもよい。色素太陽電池や、ディスプレイ品質のガラスを必要としない他の費用重視の用途では、第１および第２のガラス板を、例えば熱膨張係数（ＣＴＥ）が約８０×１０-7から約９０×１０-7／℃までの範囲内のソーダ石灰ガラスなど、比較的安価で比較的高ＣＴＥのガラスとしてもよい。典型的には、この経済的なガラスの厚さは約２．２ｍｍ以上である。相対的により高価で、ＣＴＥが約５０×１０-7／℃未満の比較的低ＣＴＥのディスプレイ品質ガラスが、ディスプレイ用途には必要となり得る。当技術では十分理解されるが、ＴＣ（透明導電）電極層や、任意の他の所望の電気部品（例えば、ＯＬＥＤ１０６）および関連する電極を、第１ガラス板および第２ガラス板上に堆積させる。この特定のステップは、液体のみを含有しているガラスパッケージを本発明の封止プロセスに従って作製している場合には省略することができる。
その後フリット３０を、第１ガラス板１２の第１面である内側表面の外側周辺の周りに、電極層２２の高さを超えるまで堆積させ、このときフリットが第１ガラス板の内側表面上に閉ループを形成するようにする。例えば、フリットを第１ガラス板１２の自由エッジから約１ｍｍ程度離して設けてもよい。その後フリットをオーブン内で第１ガラス板に対して予備焼結してもよく、こうするとフリットが第１ガラス板に付着し、さらにフリットが硬化してフリットのループの損傷が抑制される。所望であれば、予備焼結されたフリット３０を研磨して、その厚さの変動を低減させてもよい。
第１ガラス板上のフリット３０のループが第２ガラス板の第１面である内側表面に接触するようにして、第１ガラス板１２と第２ガラス板１４との内側表面を、電極を備えた状態で共に設置する。フリットを溶解してガラス板を共に気密封止するため、ガラス板を炉内で、ガラスフリットの溶融点を超えるがガラス板の軟化温度よりも低い温度、例えば最大約４００℃で封止してもよい。一実施の形態において、フリット３０は低温ガラスフリットでもよい。約８０×１０-7から約９０×１０-7／℃までの範囲内のＣＴＥを有する、ソーダ石灰ガラス板などの比較的高ＣＴＥのガラス板の場合には、ガラス板のＣＴＥと実質上一致するＣＴＥを有するフリットを使用することが望ましいであろう。
次に、孔を通じてセルキャビティ４０内に色素溶液を堆積させ、ＴｉＯ2電極を染色する。その後、色素溶液を取り除いてパッケージを乾燥させる。
次に有機電解液を、キャビティが溶液で完全に充填されるまで、第１の充填孔４２からセルキャビティ４０内へと堆積させる。セルキャビティが有機電解液で満たされると、キャビティ内に気泡が残らないように、空気は第２の充填孔４４から脱出する。
封止カバーガラスすなわちガラスパッチ５２が提供され、このガラスパッチ５２の第１表面すなわち内側表面には、ガラスフリット封止材料６２のループ（すなわち、ループ状壁またはフレーム）が、堆積されかつ（第１ガラス板上のフリットのループに関連して前述したように）予備焼結されて設けられている。ガラスパッチ５２は第２ガラス板１４の外側表面上に置かれるが、このときガラスパッチの内側表面上のフリットループは、第１のすなわち１つの充填孔４２を包囲した状態で第２ガラス板の外側表面に対して置かれる。封止装置（例えば、レーザまたは赤外線ランプ、あるいは他の高エネルギービーム）をその後使用してガラスフリット６２を溶解し（図４の矢印Ｓがレーザビームを示す）、それにより電解液を約１２０℃超または約１５０℃超の温度まで加熱することなく、ガラスパッチ５２を第２ガラス板１４に付着させて、第１の充填孔４２を第１のガラスパッチおよびフリットループで気密封止する。第２のガラスパッチ５４は第２のすなわち他方の充填孔４４上に置かれ、封止装置を使用してガラスフリット６４を溶解することにより第２ガラスパッチを第２ガラス板に付着させ、第２の充填孔を第２のガラスパッチおよびフリットループで気密封止する。前述したように、ガラス板の両方の充填孔を包囲する、フリットの単一ループ（または２つのループ）を有する単一のガラスパッチを代わりに採用して、両方の充填孔を封止してもよい。全体が無機ガラスフリット封止材料３０、６２、および６４で気密的かつ永続的に封止された色素太陽電池すなわちガラスパッケージ１００がこうして提供される。
封止の波長は太陽電池部品の任意の吸収ピークと異なるため、封止の際にはフリット材料のみが加熱される。例えば太陽電池は、太陽光に対して高吸収となるように設計され得る。封止の波長は電池部品の吸収範囲外でもよく、例えば約７５０ｎｍよりも長い波長でもよいし、または実質上約８００ｎｍ以上のものでもよく、あるいは実質上約８１０ｎｍ以上のものでもよい。このとき封止ラインの吸収フリットまたは吸収ガラスを、これらの周波数の光、例えば約７５０ｎｍよりも長い光、または実質上約８００ｎｍ以上の光、あるいは実質上約８１０ｎｍ以上の光を吸収するように設計してもよい。
この封止は、第１ガラス板と第２ガラス板との間のセルキャビティ内に有機電解液または他の液体を含むものである。さらにこの封止は、封止されたガラスパッケージ内に、例えば周囲環境内に存在している酸素および湿気が入らないようにすることによって、キャビティ内に含まれる任意の電気部品を保護するものである。
一実施の形態によれば、封止装置を使用して集中光ビーム（レーザビームまたは赤外線ビームなど）を放射してもよく、この集中光ビームは、フリットループ６２、６４の温度をその周辺全体の周りで実質上一定の温度に均一に上昇させるような手法で加熱するものである。図４および５に矢印Ｌで示されているように、レーザビーム２２０をフリット６２、６４のループに沿って（例えば、封止ラインに沿って）移動させる。例えば、フリットライン幅が約０．７ｍｍでありかつレーザビームのスポットサイズが直径約１ｍｍであるものに対し、温度変化と、その結果として生じるフリット、ガラスパッチ、および第２ガラス板内の応力とを最小限に抑えるためには、レーザビームを約１ｍ／ｓから約２ｍ／ｓまでの範囲の比較的高速で、フリットループの周りにおいて繰返し素早く移動させる（例えば、高速走査）。この手法では、レーザビームの各通過／巡回毎に少しずつフリットループ全体の温度が上昇し、フリットの温度はフリットのループ全体の周りで常に実質上同一、すなわち等しくなる。フリットの温度はフリットが溶融するまで上昇し（例えば、約４００℃まで）、ガラスパッチは第２ガラス板に接続されて気密封止が形成されるが、セルキャビティ内の電解液は約１２０℃超または約１５０℃超の温度まで加熱されることはなく、すなわちセルキャビティ内の電解液は約１００℃から約１２０℃までの範囲内の温度に加熱されるだけである。この一定温度の封止技術については、色素太陽電池または他のガラスパッケージを作製するために使用し得るいくつかの例示的なガラスパッチ、ガラスパッケージ、およびガラスフリットに関して議論した後により詳細に説明する。
ガラスパッチを組み立てる例示的なプロセスをここで説明する。最初に、ガラスパッチが提供される。このガラスパッチは比較的薄いディスプレイ品質のガラスのパッチでもよく、例えば厚さ約０．４ｍｍから約０．７ｍｍの範囲のコーニングＥａｇｌｅガラスが挙げられる。ガラスフリットまたは他の無機封止材料が、ガラスパッチの第１面である内側表面の外側周辺の周りに堆積され、このときフリットはガラスパッチの第１面である内側表面の外側周辺部分に閉ループを形成する。例えば、フリットを第１ガラスパッチの自由エッジから約１ｍｍ以下程度離して設けてもよい。
別の実施形態において、光吸収ガラスから形成されたガラスパッチを、約０．４ｍｍから約０．７ｍｍまでの範囲の厚さで提供する。この吸収ガラスパッチは濃色ガラスから形成してもよく、例えばその組成が重量パーセントで５４．９２％のＳｉＯ2、５．９３％のＡｌ2Ｏ3、２３．２７％のＢ2Ｏ3、０．４３％のＬｉ2Ｏ、１．９２％のＫ2Ｏ、３．２５％のＦｅ2Ｏ3、６．１３％のＣｕＯ、２．６４％のＶ2Ｏ5、１．４８％のＣｌを含むガラスが挙げられ、このときガラスパッチ全体が濃色の光吸収ガラスから形成される。このような濃色の光吸収ガラスは、４０×１０-7／℃未満、または約３５×１０-7／℃から約４０×１０-7／℃までの、比較的低ＣＴＥを有し得る。あるいは、吸収ガラスパッチはコーニングＥａｇｌｅガラスなどのディスプレイ品質のガラスでもよく、ガラスパッチを約３５×１０-7／℃から約４０×１０-7／℃までの相対的にさらに低いＣＴＥを有する濃色の光吸収ガラスパッチとするために、バナジウム酸化物、銅酸化物、チタン酸化物、鉄酸化物、および銅のうちの少なくとも１つでドープしてもよい。あるいは、ガラスパッチの外側周辺部分のみ、例えば封止ラインのみを、バナジウム酸化物、銅酸化物、チタン酸化物、鉄酸化物、銅、またはその混合物などの、光吸収材料またはドーパントでドープまたはコーティングし、外側周辺部分（例えば、ガラスパッチのエッジ周りの封止ラインまたはループ）のみが光吸収性であるようにしてもよい。
別の実施形態においては、吸収ガラスパッチ、すなわち光吸収封止ラインを含む（フリットのループを有していない）ガラスパッチを、本書において前述したように封止ラインが１以上の充填孔を包囲した状態で、２以上の充填孔４２および４４のうちの１つの上に置く。その後、封止装置を使用し、前述したようにレーザビーム（または、他の光ビームまたはエネルギービーム）をガラスパッチの外側周辺周りで素早く繰返し動かすことによって、吸収ガラスパッチの周辺全体の周りで、吸収ガラスパッチの外側周辺部分（例えば、封止ライン）を実質上等しい温度に均一に加熱する。レーザ光は、封止ラインに沿ってガラスパッチの吸収ガラスに吸収され、これを加熱する。こうして吸収ガラスパッチの外側周辺／封止ライン部分は、吸収ガラスパッチの外側周辺を軟化または溶解させるのに十分な高温である、実質上均一の温度まで均一に加熱され（例えば約４００℃）、それにより吸収ガラスパッチの内側表面の外側周辺部分を第２ガラス板に融合させて吸収ガラスパッチを第２ガラス板に付着させ、充填孔を気密封止すると同時に、リアルタイムの残留熱応力の発生を最小限に抑え、さらにセルキャビティ内の電解液を約１００℃超、約１２０℃超、または約１５０℃超、または約１００℃超から約１２０℃までの範囲内の温度に加熱することはない。
本書において開示されるいくつかの実施形態は、２つの異種のガラスの封止を説明したものであり、一方のガラスの孔を密閉することを目的とする。孔を有するガラスは、ＣＴＥが約８０×１０-7から約９０×１０-7／℃までの範囲の比較的高価でない高ＣＴＥガラスでもよく、これに対して密閉するガラス、例えばガラスパッチは、約５０×１０-7／℃未満のＣＴＥを有する比較的低ＣＴＥのガラスである。本開示の実施形態の封止プロセスは、セルキャビティ内の温度を、またはガラスパッチに対向する第２ガラス板側の温度を、セルキャビティ内の有機電解液に有害な影響を与えないよう、室温で、または約１００℃から約１２０℃までの範囲内のやや高い温度限界を少なくとも下回る温度で、あるいは約１００℃を超えない、約１２０℃を超えない、または１５０℃を超えない温度までで、維持するように設計される。この温度制限は、高温で劣化する、セルキャビティ内に含有されている有機電解液内の熱感受性有機材料のためのものである。封止は場合により、吸収ガラスパッチの外側周辺周りのフリットループまたは封止ラインを、ガラスフリットまたは吸収ガラスのガラス軟化温度または溶解温度を超える温度まで均一に加熱することによって行われ得、その結果ガラスフリットまたはガラスは軟化または溶解し、さらに流動して他方のガラス板のガラスに結合することができる。加熱は比較的短時間の間に行われるため、熱は封止ラインからそれほど遠くに拡散することはなく、セルキャビティ４０内の溶液または他の電気素子を加熱しない。レーザは、フリットおよびガラス内の熱勾配と、その結果として生じる熱応力とを最小限に抑えるために、フリットループまたは封止ラインの全体の周りで、封止ラインを実質上等しい温度に加熱する。本書において後により詳細に説明するが、レーザスキャナで集束レーザビームを高速走査させることによって、あるいはループ全体を一度に照らす所望のループ型固定ビームを光学素子を使用して生成することによって、これを達成することができる。必要とされるエネルギーの推定量は、いずれの事例でも同一になると思われる。
一実施の形態により、前述したように封止ラインまたはフリットループの周りでレーザビーム（または、他の光ビームまたはエネルギービーム）を高速走査させるための封止装置２００を図５に例として示す。封止装置２００は、レーザなど、集中エネルギービームまたはコリメート光ビーム２２０の供給源２１０を含む。レーザが放射するレーザビームは、図５に矢印Ｌで示されているように、光ビームが封止ラインまたはフリットループ（円形のループでもよいし、または楕円形、長方形などの他の形のループでもよい）の周りを、約１ｍ／ｓから約２ｍ／ｓの範囲内などの比較的高速で、迅速かつ繰返し移動する（走査する）ように走査される。走査装置は、レーザビーム２２０を既知の手法でｘ軸およびｙ軸に沿って導く、１以上の回転ミラー２３２および２３４を含んでもよい。ガラス板およびガラスパッチは、ｘ軸および／またはｙ軸内で移動して走査を助けるプラテン上に位置付けてもよいし、あるいは静止しているプラテンまたは台上に位置付けてもよい。レーザビームを、テレセントリックレンズまたは他のレンズ２４０を用いて、封止ライン上に集束させてもよい。レンズは、レーザビームが封止ラインの周りを移動するとき、同じレーザスポットサイズを維持する。レーザの高速走査では、フリットループ全体または吸収ガラスパッチの外側周辺全体を、実質上均等な／均一の温度まで素早く均一に加熱するが、これは、走査時間、すなわち例えばビームが封止ライン周りで１つのループすなわち一周を完了するのにかかる時間が、封止ライン周りをちょうど一周し終える直前のフリットの温度を少なくともいくらか超えている、ピーク温度よりもある特定の温度だけ低下した温度未満まで、フリット（または、吸収ガラスパッチにおける封止ライン）の温度が冷えるのにかかる時間よりも、短いことが条件になる。
図６は、一実施の形態による可能性のある加熱プロファイルを示し、フリットのループ（または吸収ガラスパッチ）を迅速かつ均一に加熱してフリットを溶解し、次いでフリットおよびガラス内の残留応力を最小限に抑えるために、フリットを少なくとも２０〜３０秒に亘って徐々に冷却するものに関する。Ｔ０からＴ１への開始段階の間に、レーザ（または、他の光ビームまたはエネルギービーム）は素早く１０ワットなどのピークパワーまで上昇する。Ｔ１からＴ２への加熱段階すなわち溶解段階の間は、フリットループを溶解温度まで上昇させてフリットを溶解するために、レーザを一定時間（「保持時間」）ピークパワーで維持する。保持時間すなわち加熱段階の長さは約３秒としてもよい。開始段階および加熱段階の際に迅速に加熱することによって、熱がセルキャビティに移ったりキャビティ内の熱感受性液体を過熱したりすることを防ぎ、同時に実質上均一に加熱することによって、加熱中に封止ライン、フリットループ、およびガラス内に生成される熱応力が減少する。次に、時間Ｔ２から時間Ｔ３への第１冷却段階の間、フリットまたは吸収ガラスパッチの温度をアニール点まで徐々に冷却する／低下させるために、レーザパワーを第１のパワー減少速度で例えば４ワットまで徐々に減少させる。時間Ｔ３から時間Ｔ４への第２冷却段階の間には、フリットを歪点を経て徐々に冷却するために、レーザパワーを第１パワー減少速度よりも遅い第２のパワー減少速度で０ワットまで徐々に減少させる。徐々に冷却すると、ガラスおよびフリット内の残留応力の量が減少し、これはＣＴＥが一致していない２つのガラスを封止する際に最も必要であるが、同様にＣＴＥが一致している２つのガラスを封止する際にも重要である。リアルタイムの残留熱応力を最小にする別の手法は、アセンブリを加熱された台の上（または、高温プレート上またはオーブン内）で事前加熱するものであり、こうするとピーク温度／溶解温度でのフリットとアセンブリの残り部分（封止される孔を備えた第２ガラス板やガラスパッチの残り部分など）との間の温度差が、アセンブリを事前加熱しなかった場合よりも小さくなる。その後アセンブリ全体を、本書において前述したように、レーザ封止に続いてゆっくりと冷却してもよい。
図７には、封止ラインまたはフリットループを、ループ型固定ビーム３２０で迅速かつ均一に加熱する別の封止装置３００が例として示されている。この別の封止装置は、レーザなど、集中エネルギービームまたはコリメート光ビームの供給源２１０を含む。レーザがレーザビーム２２０を放射し、このビームが、特別な形状のアキシコンレンズまたは他の適切なレンズ３３０で光のホローコーン３２０に変形される。その結果レーザビームは、封止ライン３４０の形状に相当する環状のドーナツ型またはループ型ビームに変形される。レンズは、ループ型ビームが封止ライン（例えば、フリットループまたは吸収ガラスパッチの外側周辺）にぶつかるときに封止ラインと同じサイズになるような距離だけ、封止ラインから間隔を空けて設けられ、フリットループの全体または吸収ガラスパッチの周囲は、ループ型ビームによって実質上均一に加熱される。ここでも、ループ型ビームを封止ラインの形状に一致する任意の所望のループ型としてもよい。ミラーを採用して、レーザビームをアキシコンレンズに通過させるよう導いてもよい。
実験１
直径およそ２ｍｍの孔を備えた、厚さ２．２ｍｍの低ＣＴＥソーダ石灰ガラス板を使用した。ガラスパッチをバナジウム酸化物および銅酸化物でドープして、およそ３５×１０-7／℃の比較的低ＣＴＥを有する濃色の光吸収ガラスパッチとした。集束レーザビームを封止ラインの周りに、単一通過でのパワー４ワットで、比較的低速の１０ｍｍ／ｓで動かした。これは、単一の通過で吸収ガラスを溶解し、ガラスパッチをガラス板に付着させかつ封止するためのものである。得られたサンプルには目に見えるクラックが存在せず、強力であるように見えた。サンプルに熱サイクル試験を施した（−４０〜８５℃、３℃／分、３０分保持、およそ１０サイクル）。残留熱応力が存在していたため、サンプルには熱サイクル中に発達したクラックが現れた。
直径およそ２ｍｍの孔を備えた、厚さ２．２ｍｍの低ＣＴＥソーダ石灰ガラス板を使用した。ガラスパッチをバナジウム酸化物および銅酸化物でドープして、およそ３５×１０-7／℃の比較的低ＣＴＥを有する濃色の光吸収ガラスパッチとした。集束レーザビームを封止ラインの周りに、単一通過でのパワー４ワットで、比較的低速の１０ｍｍ／ｓで動かした。これは、単一の通過で吸収ガラスを溶解し、ガラスパッチをガラス板に付着させかつ封止するためのものである。得られたサンプルには目に見えるクラックが存在せず、強力であるように見えた。サンプルに熱サイクル試験を施した（−４０〜８５℃、３℃／分、３０分保持、およそ１０サイクル）。残留熱応力が存在していたため、サンプルには熱サイクル中に発達したクラックが現れた。
実験２
実験１と同じサンプルガラスを、ループ型固定ビームを用いて封止した。加熱プロファイルは、図６に示したものと同一とした。この事例において、封止ラインおよびループ型ビームの直径はおよそ３ｍｍであった。ビームのピークパワーはおよそ１１ワットであった。サンプルに付与される熱エネルギーの量は実験１よりも高かったが、封止エリアもより大きかった。得られたサンプルは、目に見える封止の劣化を生じることなく、熱サイクルと長時間の８５℃テストに耐えた。この封止は強力であり、ガラスを分離しようと試みたところ、ガラスの封止されていない部分は破損したが、封止されたエリアは無傷のままであった。より低い歪点温度を有するガラスの歪点前後で封止を徐々に冷却すると、ＣＴＥが一致していないガラス内であっても、残留応力の量を減少させることが示された。
実験１と同じサンプルガラスを、ループ型固定ビームを用いて封止した。加熱プロファイルは、図６に示したものと同一とした。この事例において、封止ラインおよびループ型ビームの直径はおよそ３ｍｍであった。ビームのピークパワーはおよそ１１ワットであった。サンプルに付与される熱エネルギーの量は実験１よりも高かったが、封止エリアもより大きかった。得られたサンプルは、目に見える封止の劣化を生じることなく、熱サイクルと長時間の８５℃テストに耐えた。この封止は強力であり、ガラスを分離しようと試みたところ、ガラスの封止されていない部分は破損したが、封止されたエリアは無傷のままであった。より低い歪点温度を有するガラスの歪点前後で封止を徐々に冷却すると、ＣＴＥが一致していないガラス内であっても、残留応力の量を減少させることが示された。
封止される孔を備えたソーダ石灰ガラス板と一致するＣＴＥを有するソーダ石灰ガラスパッチを用いた実験では、冷却時間がより長いものであっても、封止中にクラックが生成された。これは、この事例での過渡応力が高すぎて、封止を１つに結合することができなかったことを示唆している。ソーダ石灰ガラス板と比較的低ＣＴＥのガラスパッチとを使用する別の実験では、ガラスパッチの厚さが約０．７ｍｍ以下であり、かつ図６に示したような低速冷却の加熱プロファイルを使用したとき、良い結果が生じた。相対的にさらに低いＣＴＥを有するガラスパッチで孔を封止する事例では、フリット封止はいかなる特別な加熱プロファイル管理も必要としない可能性がある。これらの実験は、比較的低ＣＴＥのガラスパッチが、比較的高ＣＴＥのガラス板内の孔を封止するときであっても、ソーダ石灰ガラスパッチで封止するより良く機能することを示している。
本書において説明する実施形態は、ソーダ石灰ガラス（または、約８０〜９０×１０-7／℃のＣＴＥを有する他の比較的高ＣＴＥのガラス）内の比較的小さい孔（２ｍｍ未満）を、比較的低ＣＴＥのガラスパッチで、光吸収フリット封止または光吸収ガラスパッチのいずれかを用いて、密閉および封止するプロセスを提供するものである。このプロセスは、無機の気密性のある機械的に安定した封止を形成する。開示されたプロセスおよび得られる封止されたガラスパッケージの利点としては、気密封止が低残留応力で機械的安定性を有すること、セルキャビティ内の溶液漏れがないこと、そして封止されたパッケージの封止寿命が比較的長いことが挙げられる。
本書において説明する実施形態は、ガラスパッケージ内の充填孔を気密封止する方法を提供し、ガラスパッケージが第１ガラス板および第２ガラス板を含み、第１ガラス板の外側周囲部分が第２ガラス板の外側周囲部分に対して付着しかつ封止され、このとき第２ガラス板から間隔を空けて配置されている第１ガラス板が、第１ガラス板と第２ガラス板との間にセルキャビティを画成し、少なくとも１つの充填孔が、第２ガラス板を貫通して、熱感受性液体で充填されているセルキャビティと連通しているものであり、ここでこの方法が、ガラスパッチを得るステップであって、このガラスパッチが、内側表面および外側表面と、さらにこのガラスパッチの内側表面上にループ型封止ラインとを備えているステップ、ガラスパッチの内側表面を、第２ガラス板の外側表面上に、封止ラインが少なくとも１つの充填孔を包囲する状態で、少なくとも１つの充填孔を覆うように置くステップ、および、熱感受性液体を約１５０℃超の温度まで加熱することなく、封止ラインを溶解して充填孔をガラスパッチで気密封止するよう、封止ラインの溶解温度と少なくとも同じ高さの実質上均一な温度まで、封止ラインを均一に加熱するステップ、を含む。
第１ガラス板および第２ガラス板のＣＴＥは、約８０×１０-7から約９０×１０-7／℃までの範囲内でもよい。ガラスパッチのＣＴＥは、約５０×１０-7／℃未満でもよい。ガラスパッチの厚さは、約０．７ｍｍ未満でもよい。第１ガラス板および第２ガラス板の厚さは、約２．２ｍｍ超でもよい。第１ガラス板および第２ガラス板は、ソーダ石灰ガラス板でもよい。
均一に加熱するステップは、有機電解液を１２０℃超の温度まで加熱することなく、封止ラインを溶解するものでもよい。均一に加熱するステップは、集束光ビームで封止ラインを加熱することにより行ってもよい。
封止ラインは、光吸収ガラスフリットから形成してもよい。あるいは、少なくとも封止に沿ってガラスパッチに、バナジウム酸化物、銅酸化物、チタン酸化物、鉄酸化物、および銅のうちの少なくとも１つをドープして、少なくとも封止ラインを光吸収ガラスにすることにより、封止ラインを形成してもよい。さらに、第２ガラス板を濃色ガラスから形成してもよく、この濃色ガラスの組成は、重量％で、５４．９２％のＳｉＯ2、５．９３％のＡｌ2Ｏ3、２３．２７％のＢ2Ｏ3、０．４３％のＬｉ2Ｏ、１．９２％のＫ2Ｏ、３．２５％のＦｅ2Ｏ3、６．１３％のＣｕＯ、２．６４％のＶ2Ｏ5、１．４８％のＣｌを有する組成を含むものであり、その結果、封止ラインは光吸収性となる。
集束光ビームは、封止ラインの周りで約１ｍ／ｓから約２ｍ／ｓの速さで、迅速かつ繰返し走査されるレーザビームでもよい。封止ラインは、幅が約０．７ｍｍの光吸収ガラスフリットから形成してもよく、かつレーザビームのスポットサイズは１ｍｍとしてもよい。
集束光ビームは、封止ラインに対応するサイズおよび形状を備えた、ループ型光ビームでもよい。
ガラスパッチの少なくとも外側周囲部分を光吸収ガラスから形成してもよく、かつ無機封止材料のループ全体を実質上均一に加熱するステップは、封止ラインを高強度の光で照射することにより行われる。
均一に加熱するステップに続き、ガラスパッケージを少なくとも２０〜３０秒に亘って徐々に冷却するステップを含んでもよい。ガラスパッケージを徐々に冷却するステップは、集束光ビームのパワーを第１のパワー減少速度で徐々に減少させて、封止ラインの温度をこの封止ラインのアニール点まで徐々に下げるステップ、および、集束光ビームのパワーを第１のパワー減少速度よりも遅い第２のパワー減少速度で０パワーまで徐々に減少させるステップ、を含んでもよい。
均一に加熱するステップは、開始段階の間に、集中光ビームをピークパワーまでＴ０からＴ１へと素早く上昇させるステップ、Ｔ１からＴ２への加熱段階の間に、封止ラインの温度を封止ラインの溶解温度に上げるために、集束光ビームをピークパワーで維持するステップ、を含み得る。均一に加熱するステップに続き、ガラスパッケージを徐々に冷却するステップを含んでもよく、ここで徐々に冷却するステップは、第１冷却段階の間に、集束光ビームのパワーを第１のパワー減少速度で徐々に減少させて、封止ラインの温度をこの封止ラインのアニール点まで徐々に下げるステップ、および、第２冷却段階の間に、集束光ビームのパワーを第１のパワー減少速度よりも遅い第２のパワー減少速度で０パワーまで徐々に減少させるステップ、を含む。
集束光ビームは、ピークパワーが１０ワットのレーザビームでもよい。
封止されたガラスパッケージは有機色素太陽電池でもよく、かつ熱感受性液体は有機電解液でもよい。
本書において開示される他の実施形態は、熱感受性液体を含有している封止されたガラスパッケージを含み得、このガラスパッケージは、第１ガラス板および第２ガラス板であって、第１ガラス板の外側周囲部分が第２ガラス板の外側周囲部分に対して付着しかつ封止され、このとき第２ガラス板から間隔を空けて配置されている第１ガラス板が、第１ガラス板と第２ガラス板との間にセルキャビティを画成している、第１ガラス板および第２ガラス板、第２ガラス板を貫通し、熱感受性液体で充填されているセルキャビティと連通している、少なくとも１つの充填孔、第２ガラス板の外側表面上で、少なくとも１つの充填孔を覆うガラスパッチであって、このガラスパッチの外側周辺が第２ガラス板の外側表面に対して融合かつ気密封止されている、ガラスパッチ、を備えている。ガラスパッチの外側周辺は、ガラスフリットのループによって第２ガラス板に対して融合かつ気密封止されたものでもよい。封止されたガラスパッケージは有機色素太陽電池でもよく、かつ熱感受性液体は有機電解液である。
本発明の精神または範囲から逸脱することなく、種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。
１２ 第１ガラス板
１４ 第２ガラス板
２２、２４ 電極層
４０ セルキャビティ
４２、４４ 充填層
５２、５４ ガラスパッチ
６２、６４ フリットループ
１００ ガラスパッケージ
２００、３００ 封止装置
２１０ 供給源
２２０ レーザビーム
３２０ ループ型固定ビーム
３４０ 封止ライン
１４ 第２ガラス板
２２、２４ 電極層
４０ セルキャビティ
４２、４４ 充填層
５２、５４ ガラスパッチ
６２、６４ フリットループ
１００ ガラスパッケージ
２００、３００ 封止装置
２１０ 供給源
２２０ レーザビーム
３２０ ループ型固定ビーム
３４０ 封止ライン
Claims (10)
- ガラスパッケージ内の充填孔（４２、４４）を気密封止する方法であって、前記ガラスパッケージが第１ガラス板（１２）および第２ガラス板（１４）を含み、前記第１ガラス板（１２）の外側周囲部分が前記第２ガラス板（１４）の外側周囲部分に対して付着しかつ封止され、このとき前記第２ガラス板（１４）から間隔を空けて配置されている前記第１ガラス板（１２）が、該第１ガラス板（１２）と該第２ガラス板（１４）との間にセルキャビティ（４０）を画成し、少なくとも１つの充填孔（４２、４４）が、前記第２ガラス板（１４）を貫通して、熱感受性液体で充填されている前記セルキャビティ（４０）と連通しているものであり、ここで該方法が、
ガラスパッチ（５２、５４）であって、内側表面および外側表面と、さらに該ガラスパッチ（５２、５４）の前記内側表面上にループ型封止ライン（Ｌ）とを備えているガラスパッチ（５２、５４）を得るステップ、
前記ガラスパッチ（５２、５４）の前記内側表面を、前記第２ガラス板（１４）の外側表面上に、前記封止ライン（Ｌ）が前記少なくとも１つの充填孔（４２、４４）を包囲する状態で、前記少なくとも１つの充填孔（４２、４４）を覆うように置くステップ、および、
前記熱感受性液体を１５０℃超または１２０℃超の温度まで加熱することなく、前記封止ライン（Ｌ）を溶解して前記充填孔（４２、４４）を前記ガラスパッチ（５２、５４）で気密封止するよう、該封止ライン（Ｌ）の溶解温度と少なくとも同じ高さの実質上均一な温度まで、集束光ビームで前記封止ライン（Ｌ）を均一に加熱するステップ、
を含み、前記集束光ビームが、電池部品の吸収範囲外の波長を有していることを特徴とする方法。 - 前記集束光ビームの波長が、
（ａ）約７５０ｎｍ超、
（ｂ）約８００ｎｍ超、または、
（ｃ）約８１０ｎｍ超、
のうちの１つであることを特徴とする請求項１記載の方法。 - （ａ）前記第１ガラス板および第２ガラス板（１２および１４）のＣＴＥが、約８０×１０-7から約９０×１０-7／℃までの範囲内であり、
（ｂ）前記ガラスパッチ（５２、５４）のＣＴＥが、約５０×１０-7／℃未満であり、
（ｃ）前記ガラスパッチ（５２、５４）の厚さが、約０．７ｍｍ未満であり、さらに、
（ｄ）前記第１ガラス板および第２ガラス板（１２および１４）の厚さが、約２．２ｍｍ超であることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記封止ライン（Ｌ）が、
（ａ）前記ガラスパッチ（５２、５４）の内側表面上に堆積された、光吸収ガラスフリット、
（ｂ）少なくとも封止に沿ってガラスパッチに、バナジウム酸化物、銅酸化物、チタン酸化物、鉄酸化物、および銅のうちの、少なくとも１つをドープして、少なくとも前記封止ラインを光吸収ガラスとすること、
（ｃ）ガラスパッチ（５２、５４）の少なくとも外側周囲部分で、該ガラスパッチが濃色ガラスから形成され、該濃色ガラスの組成が、重量％で、５４．９２％のＳｉＯ2、５．９３％のＡｌ2Ｏ3、２３．２７％のＢ2Ｏ3、０．４３％のＬｉ2Ｏ、１．９２％のＫ2Ｏ、３．２５％のＦｅ2Ｏ3、６．１３％のＣｕＯ、２．６４％のＶ2Ｏ5、１．４８％のＣｌを有する組成を含むものであり、その結果、少なくとも前記封止ライン（Ｌ）が光吸収性となること、または、
（ｄ）前記第２ガラス板が濃色ガラスから形成され、該濃色ガラスの組成が、重量％で、５４．９２％のＳｉＯ2、５．９３％のＡｌ2Ｏ3、２３．２７％のＢ2Ｏ3、０．４３％のＬｉ2Ｏ、１．９２％のＫ2Ｏ、３．２５％のＦｅ2Ｏ3、６．１３％のＣｕＯ、２．６４％のＶ2Ｏ5、１．４８％のＣｌを有する組成を含むものであり、その結果、前記封止ラインが光吸収性となること、
のうちの１つにより形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記集束光ビームが、
（ａ）前記封止ライン（Ｌ）の周りで約１ｍ／ｓから約２ｍ／ｓの速さで、迅速かつ繰返し走査されるレーザビーム、または、
（ｂ）前記封止ラインに対応するサイズおよび形状を備えた、ループ型光ビーム、
のうちの１つにより形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記均一に加熱するステップが、
開始段階の間に、前記集中光ビームをピークパワーまで素早く上昇させるステップ、
加熱段階の間に、前記封止ラインの温度を該封止ラインの溶解温度に上げるために、前記集束光ビームをピークパワーで維持するステップ、
を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。 - 前記均一に加熱するステップに続き、前記ガラスパッケージを少なくとも２０〜３０秒に亘って徐々に冷却するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記徐々に冷却するステップが、
前記集束光ビームのパワーを第１のパワー減少速度で徐々に減少させて、前記封止ラインを該封止ラインのアニール点まで徐々に冷却するステップ、および、
前記集束光ビームのパワーを前記第１のパワー減少速度よりも遅い第２のパワー減少速度で０パワーまで徐々に減少させて、前記封止ラインを室温まで徐々に冷却するステップ、
を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。 - 前記封止されたガラスパッケージが有機色素太陽電池であり、かつ前記熱感受性液体が有機電解液であることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 熱感受性液体を含有している封止されたガラスパッケージにおいて、
第１ガラス板（１２）および第２ガラス板（１４）であって、前記第１ガラス板（１２）の外側周囲部分が前記第２ガラス板（１４）の外側周囲部分に対して付着しかつ封止され、このとき前記第２ガラス板（１４）から間隔を空けて配置されている前記第１ガラス板（１２）が、該第１ガラス板（１２）と該第２ガラス板（１４）との間にセルキャビティ（４０）を画成している、第１ガラス板および第２ガラス板、
前記第２ガラス板（１４）を貫通し、前記熱感受性液体で充填されている前記セルキャビティ（４０）と連通している、少なくとも１つの充填孔（４２、４４）、
前記第２ガラス板（１４）の外側表面上で、前記少なくとも１つの充填孔（４２、４４）を覆うガラスパッチ（５２、５４）であって、該ガラスパッチ（５２、５４）の外側周辺が前記第２ガラス板（１４）の外側表面に対して融合かつ気密封止されている、ガラスパッチ、
により特徴付けられ、前記ガラスパッチ（５２、５４）の外側周辺が、ガラスフリット（３０）のループによって前記第２ガラス板（１４）に対して融合かつ気密封止されたものであり、さらに前記封止されたガラスパッケージが有機色素太陽電池であり、かつ前記熱感受性液体が有機電解液であることを特徴とするガラスパッケージ。
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