JP2014084237A

JP2014084237A - 薄膜太陽電池用ガラス板

Info

Publication number: JP2014084237A
Application number: JP2012232528A
Authority: JP
Inventors: Masato Rokusha; 真人六車; Hironori Takase; 寛典高瀬; Junichi Izeki; 淳一井関; Hiromichi Umemura; 博通梅村
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】本発明の技術的課題は、所定のアルカリ成分を含み、且つ歪点が十分に高いガラス板を創案することにより、薄膜太陽電池の光電変換効率を向上させることである。
【解決手段】本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２４０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ５〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ５〜４０％、ＺｒＯ_２０．１〜１０％を含有し、質量比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）の値が０．２〜１．０であり、且つ歪点が６００℃以上であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は薄膜太陽電池用ガラス板に関し、特にＣＩＳ系薄膜太陽電池、ＣｄＴｅ系薄膜太陽電池に好適なガラス板に関する。

薄膜太陽電池、例えばＣＩＳ系薄膜太陽電池では、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅからなるカルコパイライト型化合物半導体、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ_２が光電変換膜としてガラス板上に形成される。

多元蒸着法、セレン化法等によりＣｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅをガラス板上に塗布して、カルコパイライト型化合物にするためには、５００〜６００℃程度の熱処理工程が必要になる。

ＣｄＴｅ系薄膜太陽電池においても、Ｃｄ、Ｔｅからなる光電変換膜がガラス板上に形成される。この場合も、５００℃〜６００℃程度の熱処理工程が必要になる。

従来、ＣＩＳ系薄膜太陽電池、ＣｄＴｅ系薄膜太陽電池等では、ガラス板として、ソーダ石灰ガラスが用いられていた。しかし、ソーダ石灰ガラスは、高温の熱処理工程で熱変形や熱収縮が生じ易い。この問題を解決するために、現在では、高歪点ガラスを用いることが検討されている（特許文献１参照）。

特開平１１−１３５８１９号公報

ところで、ガラス板の歪点が高い程、光電変換膜を高温で成膜することが可能になり、光電変換膜の結晶品位が改善されて、薄膜太陽電池の光電変換効率が向上すると考えられる。

更に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池では、高温の熱処理工程でガラス板からアルカリ成分、特にＮａ_２Ｏが拡散すると、カルコパイライト結晶が析出し易くなる。よって、カルコパイライト結晶の成長を促進するためには、ガラス組成中のアルカリ成分の含有量を増加させる必要がある。

しかし、ガラス組成中のアルカリ成分が多くなると、ガラス板の歪点が低下し易くなり、光電変換膜を高温で成膜し難くなる。

このため、従来のガラス板では、薄膜太陽電池の光電変換効率を十分に高めることが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑み成されたものであり、その技術的課題は、所定のアルカリ成分を含み、且つ歪点が十分に高いガラス板を創案することにより、薄膜太陽電池の光電変換効率を向上させることである。

本発明者等は、鋭意検討した結果、ガラス組成及びガラス特性を所定範囲に規制することにより、上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２４０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ５〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ５〜４０％、ＺｒＯ_２０．１〜１０％を含有し、質量比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）の値が０．２〜１．０であり、且つ歪点が６００℃以上であることを特徴とする。ここで、「Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ」は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量を指す。「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ」は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量を指す。「歪点」は、ＡＳＴＭＣ３３６−７１に基づいて測定した値を指す。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、必須成分としてＡｌ_２Ｏ_３とＺｒＯ_２を所定量含んでいる。このようにすれば、歪点を高めることができ、結果として、アルカリ成分の添加許容量を増加させることが可能になる。

また、本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、質量比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）の値を所定範囲に規制している。このようにすれば、歪点の低下を可及的に抑制しつつ、カルコパイライト結晶の成長を促進させることが可能になる。

更に、本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、歪点が６００℃以上である。このようにすれば、高温で光電変換膜を成膜し易くなり、光電変換膜の結晶品位が改善されると共に、熱処理工程で、ガラス板に熱変形や熱収縮が生じ難くなる。

第二に、本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、更に、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が０〜１質量％であることが好ましい。

第三に、本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１５２０℃以下であることが好ましい。ここで、「１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法により測定した値を指す。

第四に、本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、ＣＩＳ系薄膜太陽電池に用いることが好ましい。

第五に、本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、ＣｄＴｅ系薄膜太陽電池に用いることが好ましい。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２４０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ５〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ５〜４０％、ＺｒＯ_２０．１〜１０％を含有し、質量比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）の値が０．２〜１．０である。上記のように、各成分の含有量を規制した理由を下記に示す。

ＳｉＯ_２は、ガラスネットワークを形成する成分である。その含有量は４０〜７０％、好ましくは４５〜６０％、より好ましくは４５〜５４％、更に好ましくは４８〜５２％である。ＳｉＯ_２の含有量が多過ぎると、高温粘度が不当に高くなり、溶融性や成形性が低下し易くなることに加えて、熱膨張係数が低くなり過ぎて、薄膜太陽電池の電極膜、光電変換膜の熱膨張係数に整合させ難くなる。なお、本発明に係るガラス組成系では、ＳｉＯ_２の含有量を増加させても、歪点があまり上昇しない。一方、ＳｉＯ_２の含有量が少な過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。更に、熱膨張係数が高くなり過ぎて、ガラス板の耐熱衝撃性が低下し易くなり、結果として、薄膜太陽電池を製造する際の熱処理工程で、ガラス板に割れが発生し易くなる。

Ａｌ_２Ｏ_３は、歪点を高める成分であると共に、耐候性、化学的耐久性を高める成分であり、更にはガラス板の表面硬度を高める成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は１〜２０％、好ましくは８．０超〜１８％、より好ましくは１０〜１７％、更に好ましくは１１．０超〜１６％、特に好ましくは１１．５〜１５．５％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、高温粘度が不当に高くなり、溶融性や成形性が低下し易くなる。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、歪点が低下し易くなる。なお、ガラス板の表面硬度が高いと、ＣＩＳ系薄膜太陽電池のパターニングにおいて、光電変換膜を除去する工程で、ガラス板が破損し難くなる。

ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスネットワークを構成する成分の内、主要構成成分のＳｉＯ_２と歪点を高める寄与が大きいＡｌ_２Ｏ_３の差である。ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３が大き過ぎると、歪点が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３が小さ過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は２８〜５０％、３０〜４５％未満、３２〜４３％、特に３４〜４０％が好ましい。

Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏは、ＣＩＳ系薄膜太陽電池において、カルコパイライト結晶の成長に効果的な成分であり、光電変換効率を高めるために重要な成分である。更に、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏは、熱膨張係数を調整する成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量は５〜２０％、好ましくは５．５〜１８％、より好ましくは６〜１５％、更に好ましくは７〜１２％である。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、歪点が低下し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、ガラス板の耐熱衝撃性が低下し易くなる。結果として、薄膜太陽電池を製造する際の熱処理工程で、ガラス板に熱収縮や熱変形が生じたり、割れが発生し易くなる。一方、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなる。

Ｌｉ_２Ｏは、カルコパイライト結晶の成長を促進する成分である。また、Ｌｉ_２Ｏは、熱膨張係数を調整する成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。しかし、Ｌｉ_２Ｏは、原料コストが高いことに加えて、歪点を大幅に低下させる成分である。よって、Ｌｉ_２Ｏは任意成分であり、その含有量は０〜４％未満、好ましくは０〜１％、より好ましくは０〜０．１％未満である。

Ｎａ_２Ｏは、カルコパイライト結晶の成長を促進する成分である。また、Ｎａ_２Ｏは、熱膨張係数を調整する成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。Ｎａ_２Ｏの含有量は０．１〜２０％、１〜１５％、３〜１２％、特に４．３超〜９％が好ましい。Ｎａ_２Ｏの含有量が多過ぎると、歪点が低下し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、ガラス板の耐熱衝撃性が低下し易くなる。結果として、薄膜太陽電池を製造する際の熱処理工程で、ガラス板に熱収縮や熱変形が生じたり、割れが発生し易くなる。

Ｋ_２Ｏは、カルコパイライト結晶の成長を促進する成分である。また、Ｋ_２Ｏは、熱膨張係数を調整する成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。Ｋ_２Ｏの含有量は０〜１５％、０．１〜１０％、特に１〜７％が好ましい。しかし、Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、Ａｌ_２Ｏ_３を１０％超含むガラス系において、ＫＡｌＳｉＯ系の失透結晶が析出し易くなる。また、Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、歪点が低下し易くなり、また熱膨張係数が高くなり過ぎて、ガラス板の耐熱衝撃性が低下し易くなる。結果として、薄膜太陽電池を製造する際の熱処理工程で、ガラス板に熱収縮や熱変形が生じたり、割れが発生し易くなる。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、歪点を低下させずに、高温粘度を低下させる成分である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は５〜４０％、好ましくは１２〜３７％、より好ましくは１５〜３５％、更に好ましくは１７．０超〜３２％、特に好ましくは１８〜３０％、最も好ましくは１９〜２５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなり、また原料コストが高騰する。また、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、アルカリ成分、特にＮａ_２Ｏの拡散を抑制し易くなる。一方、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が少な過ぎると、高温粘度が高くなり過ぎる。

ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、ＭｇＯは、アルカリ土類酸化物の中では、ガラス板を割れ難くする効果が大きい成分である。しかし、ＭｇＯは、ＺｒＯ_２と共存する場合に、ＺｒＯ_２系の失透結晶を著しく析出させることにより、液相粘度を著しく低下させる成分である。また、ＣａＯと共存する場合に、ＣａＭｇＳｉＯ系の失透結晶を析出させ易い成分である。よって、ＭｇＯは任意成分であり、その含有量は０〜１０％、０〜３．７％未満、０．０１〜３％、０．０２〜２％、特に０．０３〜０．５％が好ましい。

ＣａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、ＣａＯは、アルカリ土類酸化物の中では、ガラス板を割れ難くする効果が大きい成分である。ＣａＯの含有量は０〜１０％、０．１〜９％、１〜８％、２〜７．５％、特に３〜６％が好ましい。ＣａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなり、ガラス板に成形し難くなる。

質量比ＣａＯ／ＭｇＯは、アルカリ土類酸化物の内、高温粘度を低下させる効果が大きいＭｇＯとＣａＯの比である。耐失透性の観点から見ると、ＺｒＯ_２系の失透結晶を特に発生させ易いＭｇＯに対して、ＭｇＯと比較してＺｒＯ_２系の失透結晶を発生させ難いＣａＯの比である。質量比ＣａＯ／ＭｇＯの値は、ＺｒＯ_２系の失透結晶の析出を抑制しつつ、高温粘度を低下させるために、１超、２超、２．５超、特に３．４超が好ましい。

ＳｒＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、ＳｒＯは、ＺｒＯ_２と共存する場合に、ＺｒＯ_２系の失透結晶を析出し難くする成分である。ＳｒＯの含有量は０〜２０％、０．１〜１７％、４．０超〜１６％、５〜１５％、７．０超〜１４％、特に９．２〜１３．５％が好ましい。ＳｒＯの含有量が多過ぎると、長石族の失透結晶が析出し易くなり、また原料コストが高騰する。

ＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。ＢａＯの含有量は０〜２０％、０．１〜１５％、２．０超〜１４％未満、２．０超〜１０％未満、特に２．０超〜８％未満が好ましい。ＢａＯの含有量が多過ぎると、バリウム長石族の失透結晶が析出し易くなり、また原料コストが高騰する。更に、密度が増大して、薄膜太陽電池の支持部材のコストが高騰し易くなる。なお、ＢａＯの含有量が少な過ぎると、高温粘度が高くなり、溶融性や成形性が低下する傾向がある。

ＺｒＯ_２は、高温粘度を上げずに、歪点を高める成分である。ＺｒＯ_２の含有量は０．１〜１０％、好ましくは０．５〜８％、より好ましくは１〜６．５％、更に好ましくは２〜６％である。ＺｒＯ_２の含有量が多過ぎると、密度が高くなり易く、またガラス板が割れ易くなり、更にはＺｒＯ_２系の失透結晶が析出し易くなり、ガラス板に成形し難くなる。一方、ＺｒＯ_２の含有量が少な過ぎると、歪点が低下し易くなる。

質量比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）の値は０．２〜１．０、好ましくは０．３〜０．８、０．３５〜０．７２、特に０．３８〜０．６８である。質量比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）の値が所定範囲外になると、歪点の維持とカルコパイライト結晶の成長を両立させることが困難になる。

上記成分以外にも、例えば、以下の成分を添加してもよい。なお、以下の成分の添加量は１０％以下、５％以下、特に２％以下が好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分であるが、歪点を低下させる成分であり、また溶融時の成分揮発に伴い、炉耐火物材料を消耗させる成分である。よって、Ｂ_２Ｏ_３は任意成分であり、その含有量は０〜４％未満、好ましくは０〜１％、より好ましくは０〜０．１％未満である。

Ｐ_２Ｏ_５は、耐失透性を高める成分であり、特にＺｒＯ_２系の失透結晶の析出を抑制する成分であり、またガラス板を割れ難くする成分である。しかし、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多過ぎると、ガラスが乳白色に分相し易くなる。よって、Ｐ_２Ｏ_５の含有量は０〜１０％、０〜０．５％、特に０〜０．１％未満が好ましい。

ＺｎＯは、高温粘度を低下させる成分である。ＺｎＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＺｎＯの含有量は０〜１０％、特に０〜５％が好ましい。

Ｆｅ_２Ｏ_３は、熱線吸収係数を上げる成分である。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は０〜０．５％、０．００１〜０．２％、０．０１５〜０．１５％、特に０．０３〜０．１％未満が好ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、熱線吸収係数が上昇し過ぎて、熱線が溶解窯底部のガラス融液に到達し難くなり、ガラスを均質に溶融し難くなる。一方、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、高価な高純度原料を使用しなければならず、ガラス板の製造コストが上昇してしまう。なお、「Ｆｅ_２Ｏ_３」は、価数によらず全Ｆｅ量をＦｅ_２Ｏ_３量に換算した値を指す。

ＴｉＯ_２は、紫外線による着色を防止すると共に、耐候性を高める成分である。しかし、ＴｉＯ_２の含有量が多過ぎると、ガラスが失透したり、ガラスが茶褐色に着色し易くなる。よって、ＴｉＯ_２の含有量は０〜１０％、特に０〜１％未満が好ましい。

ＳＯ_３は、清澄剤として作用する成分であり、その含有量は０〜１％、特に０．０１〜１％が好ましい。なお、フロート法でガラス板を成形すると、ガラス板を大量生産し得るが、この場合、清澄剤として芒硝を用いることが好ましい。

Ａｓ_２Ｏ_３は、清澄剤として作用する成分であるが、フロート法でガラス板を成形する場合、ガラスを着色させる成分であり、また環境的負荷が懸念される成分である。Ａｓ_２Ｏ_３の含有量は０〜１％、特に０〜０．１％未満が好ましい。

Ｓｂ_２Ｏ_３は、清澄剤として作用する成分であるが、フロート法でガラス板を成形する場合、ガラスを着色させる成分であり、また環境的負荷が懸念される成分である。Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量は０〜１％、特に０〜０．１％未満が好ましい。

ＳｎＯ_２は、清澄剤として作用する成分であるが、耐失透性を低下させる成分である。ＳｎＯ_２の含有量は０〜１％、特に０〜０．１％未満が好ましい。

上記成分以外にも、溶解性、清澄性、成形性を高めるために、Ｆ、Ｃｌ、ＣｅＯ_２を合量で各々１％まで添加してもよい。また、化学的耐久性を高めるために、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＨｆＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３を各々３％まで添加してもよい。更に、色調の調整のために、上記以外の希土類酸化物、遷移金属酸化物を合量で２％まで添加してもよい。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板において、密度は２．９０ｇ／ｃｍ^３以下、特に２．８５ｇ／ｃｍ^３以下が好ましい。このようにすれば、薄膜太陽電池の支持部材のコストを低廉化し易くなる。なお、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定可能である。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板において、歪点は６００℃以上であり、好ましくは６００超〜６６０℃、より好ましくは６０５超〜６５０℃、更に好ましくは６１０超〜６４５℃である。このようにすれば、高温で光電変換膜を成膜し易くなり、光電変換膜の結晶品位が改善されると共に、熱処理工程で、ガラス板に熱変形や熱収縮が生じ難くなる。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板において、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は１２００℃以下、特に１１８０℃以下が好ましい。このようにすれば、低温でガラス板を成形し易くなる。ここで、「１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定可能である。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板において、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は１５２０℃以下、特に１４６０℃以下が好ましい。このようにすれば、低温でガラス原料を溶解し易くなる。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板において、熱膨張係数は７０〜１００×１０^−７／℃、特に８０〜９０×１０^−７／℃が好ましい。このようにすれば、薄膜太陽電池の電極膜、光電変換膜の熱膨張係数に整合させ易くなる。なお、熱膨張係数が高過ぎると、ガラス板の耐熱衝撃性が低下し易くなり、結果として、薄膜太陽電池を製造する際の熱処理工程で、ガラス板に割れが発生し易くなる。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板において、液相温度は１１６０℃以下、特に１１００℃以下が好ましい。液相温度が上昇すると、成形時にガラスが失透し易くなり、成形性が低下し易くなる。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板において、液相粘度は１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^４．３ｄＰa・以上が好ましい。液相粘度が低下すると、成形時にガラスが失透し易くなり、成形性が低下し易くなる。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板において、ヤング率は７８ＧＰａ以上、特に８０ＧＰａ以上が好ましい。また、比ヤング率は、２７．５ＧＰａ／（ｇ／ｃｍ^３）以上、特に２８ＧＰａ／（ｇ／ｃｍ^３）以上が好ましい。このようにすれば、ガラス板が撓み難くなるため、搬送工程や梱包工程における取り扱いの際に、ガラス板が揺動し難くなる。ここで、「ヤング率」は、共振法で測定した値を指す。「比ヤング率」は、ヤング率を密度で除した値である。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、上記のガラス組成範囲になるように、調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、ガラス原料を加熱溶融した後、得られたガラス融液を脱泡した上で、成形装置に供給し、板状に成形、徐冷することにより、作製することができる。

ガラス板の成形方法としては、フロート法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法、リドロー法等を例示できるが、ガラス板を大量生産する場合、フロート法を採用することが好ましい。

本発明の薄膜太陽電池用ガラス板は、化学強化処理、特にイオン交換処理が行われていないことが好ましい。薄膜太陽電池には、高温の熱処理工程が存在する。高温の熱処理工程では、強化層（圧縮応力層）が消失し、化学強化処理を行う実益が乏しくなる。また、上記と同様の理由により、風冷強化等の物理強化処理も行われていないことが好ましい。

特に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池の場合、ガラス板をイオン交換処理すると、ガラス表面のＮａイオンが減少してしまい、光電変換効率が低下し易くなる。この場合は、別途、Ｎａ供給膜をガラス板に形成する方法を採用することが好ましい。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜９）及び比較例（試料Ｎｏ．１０）を示している。

次のようにして、試料Ｎｏ．１〜１０を作製した。まず表中のガラス組成になるように調合したガラスバッチを白金坩堝に入れて、１５５０℃で２時間溶融した。次に、得られた溶融ガラスをカーボン板上に流し出して、平板形状に成形した後、徐冷した。その後、各測定に応じて、所定の加工を行った。得られた各試料について、歪点、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度、熱膨張係数を測定した。これらの結果を表１に示す。

歪点は、ＡＳＴＭＣ３３６−７１に基づいて測定した値である。

１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。なお、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は成形温度に相当しており、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は溶融温度に相当している。

熱膨張係数は、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数であり、ディラトメーターで測定した値である。なお、測定試料として、直径５．０ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱試料を用いた。

表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜９は、歪点が６００℃以上であるため、高い耐熱性を有する。また、試料Ｎｏ．１〜９は、熱膨張係数が７７〜８９×１０^−７／℃であるため、薄膜太陽電池の電極膜、光電変換膜の熱膨張係数に整合させ易い。更に、試料Ｎｏ．１〜９は、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１１９２℃以下、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１４６０℃以下であるため、生産性に優れている。

一方、試料Ｎｏ．１０は、ガラス組成が所定範囲外であるため、歪点の維持とカルコパイライト結晶の成長を両立させることが困難であると考えられる。

Claims

ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２４０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ５〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ５〜４０％、ＺｒＯ_２０．１〜１０％を含有し、質量比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）の値が０．２〜１．０であり、且つ歪点が６００℃以上であることを特徴とする薄膜太陽電池用ガラス板。
更に、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が０〜１質量％であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池用ガラス板。
１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１５２０℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜太陽電池用ガラス板。
ＣＩＳ系薄膜太陽電池に用いることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の薄膜太陽電池用ガラス板。
ＣｄＴｅ系薄膜太陽電池に用いることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の薄膜太陽電池用ガラス板。