JP7288780B2 - 熱強化ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Description
ロール表面からの転写により形成されるため、微細でガラス基板全体に均一に分散する表面凹凸を効果的に形成することが困難であり、防眩効果は限定的で、十分に「眩しさ」や「ぎらつき」問題を解決できていない現状にある。
前記第一工程を経たガラス基板を#600以上#2000以下のJIS R6001-2:2017の粒度の研磨剤でブラスト加工することによって、当該ガラス基板の表面の算術平均粗さを0.5μm以上5μm以下、当該ガラス基板の表面の最大高さ粗さを10μm以上50μm以下、当該ガラス基板の表面に存在するクラックの面積を1%未満とし、表面凹凸が形成されてなるガラス基板を形成する第二工程と、
前記表面凹凸が形成されてなるガラス基板を熱強化処理する第三工程と、
を含む熱強化ガラス基板の製造方法、である。
前記第一工程のブラスト加工がショットブラスト法によるブラスト加工であり、用いる研磨剤が、JIS R6001-1:2017の粒度でF46以上F100以下であり、
前記第二工程で用いる研磨剤が、JIS R6001-2:2017の粒度で#400以上#1000以下である、
前記の熱強化ガラス基板の製造方法、である。
前記第二工程で用いる研磨剤が、JIS R6001-2:2017の粒度で#600以上#1000以下である、
前記の熱強化ガラス基板の製造方法、である。
前記熱強化処理する工程の熱強化処理条件が、熱強化処理後のガラス基板の表面に接触させた水分のpHの値が熱強化処理前のガラス基板の表面に接触させた水分のpHの値よりも減少するような条件である、前記記載の熱強化ガラス基板の製造方法、である。
以下に、本発明の実施の形態としての微細な表面凹凸を有する熱強化ガラス基板の製造方法と、同ガラス基板を用いた太陽電池モジュールの一態様として、結晶系太陽電池モジュールについて、説明する。なお、受光面側に同ガラス基板を使う限りにおいては、ペロブスカイト型太陽電池や化合物型半導体太陽電池、またシリコン薄膜太陽電池など、他の方式の太陽電池モジュールにも適用可能であることは、言うまでも無い。
本発明のガラス基板としては、様々な組成のガラスを使用することが可能である。例えば、代表的なガラスとして、ソーダーライムガラス、ホウケイ酸ガラス等を挙げることができる。
本発明のガラス基板には、アルミナ粉体、二酸化珪素粉体、炭化珪素粉体等の研磨材をガラス基板の表面に高速で衝突させる方法を用いて、微細な表面凹凸を形成できる。
サンドブラスト法で用いることができる研磨材のJIS R6001-1:2017の粒度は、F46以上F220以下、またはJIS R6001-2:2017の粒度で、#240以上#400以下であり、さらに、F100以上F220、及び#240以上#400以下が好ましい。さらに、好ましくは、#240以上#400以下である。
ここで、ガラス基板1の微細な表面凹凸2a~2dの形成に使用した研磨材よりも、十分に粒径の小さい研磨剤を用いて、同様にサンドブラスト法、または、ショットブラスト法等を使用し、ガラス基板表面1に対して第二工程(第二のブラスト加工)をすることで、微細な表面凹凸2a~2dの形状を大きく変化させないままに、該微細な表面凹凸2a~2dに残留するクラックを除去することができる。サンドブラスト法を用いる方法では、ガラス基板の微細な表面凹凸に残留するクラックの除去には、ガラス基板表面に対して低角度で研磨材を衝突させる方が効果的であるが、研磨力とのバランスから20°程度の角度に設定することが好ましい。ここで用いることが出来る研磨材の粒度は、#240以上#2000以下であり、さらに、#400以上#1000以下が好ましい。さらに好ましくは、#600以上#1000以下である。
熱強化処理は、ガラス基板をその軟化温度付近まで加熱した後、ガラス表面に空気を吹き付けて急冷して作製する。
図4は、本発明の一実施形態に係る防眩型結晶太陽電池モジュールの模式的断面図である。
本発明において、結晶太陽電池モジュールとしては、光電変換部が結晶シリコン基板を備えるものであれば、任意の結晶シリコン系太陽電池モジュールを用いることができる。
集電極は、複数のフィンガー電極と、フィンガー電極により収集された電流を集めるバスバー電極とによって構成されてもよい。一般的に、バスバー電極は、フィンガー電極に略直交するように形成される。
裏面側の透明電極層上には、裏面電極が形成される。受光面側の集電極と同様、裏面側の透明電極層の表面に、裏面電極(補助電極としての金属電極)を設けることで、電流の取り出し効率を高めることができる。
大きさが300mm×333mm×3.2mm厚であって、SiO2が71~73重量%、Al2O3が0.6~1.5重量%、Na2O+K2Oが13.5~15重量%、CaOが8~10重量%、MgOが3~4.5重量%、SO3が0.5重量%未満、Fe2O3が0.015重量%未満の組成からなり、受光面の逆側にエンボスを有する型板ガラス基板(非強化)を準備した。
(実施例2-1)
実施例1と同じ型板ガラス基板(非強化)を準備した。
(実施例2-2)
実施例1と同じ型板ガラス基板(非強化)を準備した。
実施例1において、第二のブラスト加工を実施しない場合には、ガラス基板の微細な表面凹凸に残留したクラックの割合が13.5%と大きくなり、熱強化後の湿潤試験においてもpHが8と増大し、湿潤試験後の外観変化も大きいとの結果となった。図5に熱強化処理後の該微細な表面凹凸を有するガラス基板表面における湿潤試験後の外観比較を示した。図5の左側が、実施例1のガラス基板であり、図5の右側が、比較例1のガラス基板である。
実施例1と同様に第一のブラスト加工でガラス基板を加工した後、第二のブラスト加工で、微細な表面凹凸を有するガラス基板に残留するクラックを除去した。クラックの面積の割合は、1.3%であり、実施例1と比較すると湿潤試験後の外観変化は同等レベルであった。しかしながら、未加工のガラス基板に対する透過率の保持率(400nm-1200nmにおける透過率の平均値から計算したもの)は、クラックの面積の割合が1.3%と大きい影響で、実施例1の98.3%から97.0%に低下した。
実施例1で得られた熱強化された微細な表面凹凸を有するガラス基板を、該微細な表面凹凸を有するガラス面側を受光面側に配置し、結晶太陽電池モジュールを作製した。
2a~2d 第一のブラスト加工後のガラス基板表面に形成された表面凹凸
3a~3j 第一のブラスト加工後のガラス基板表面に残留するクラック
4 第二のブラスト加工後のガラス基板表面の模式図
5a~5d 第二のブラスト加工後のガラス基板表面に形成された表面凹凸
6a、6b 第二のブラスト加工後のガラス基板表面に残留するクラック
7 熱強化処理後のガラス基板表面の模式図
8a~8d 熱強化処理後のガラス基板表面に形成された表面凹凸
9a~9b 熱強化処理後のガラス基板表面に残留するクラック
10 防眩型結晶太陽電池モジュール
11 微細な表面凹凸を有する熱強化されたガラス基板
12、15 封止材
13 導電性部材
14 結晶太陽電池セル
16 裏面側保護材
Claims (7)
- 熱強化処理がされていないガラス基板の表面をF46以上F220以下のJIS R6001-1:2017の粒度の研磨剤でブラスト加工する第一工程と、
前記第一工程を経たガラス基板を#240以上#2000以下のJIS R6001-2:2017の粒度の研磨剤でブラスト加工することによって、当該ガラス基板の表面の算術平均粗さを0.5μm以上5μm以下、当該ガラス基板の表面の最大高さ粗さを10μm以上50μm以下、当該ガラス基板の表面に存在するクラックの面積を1%未満とし、表面凹凸が形成されてなるガラス基板を形成する第二工程と、
前記表面凹凸が形成されてなるガラス基板を熱強化処理する第三工程と、
を含み、
前記第二工程では、サンドブラスト法を用い、前記ガラス基板の表面に対して20°の低角度で前記研磨剤を衝突させる、
熱強化ガラス基板の製造方法。 - 前記第一工程で用いる研磨剤が、JIS R6001-1:2017の粒度でF46以上F100以下であり、
前記第二工程で用いる研磨剤が、JIS R6001-2:2017の粒度で#400以上#1000以下である、
請求項1記載の熱強化ガラス基板の製造方法。 - 前記熱強化処理する工程の熱強化処理条件が、熱強化処理後のガラス基板の表面に接触させた水分のpHの値が熱強化処理前のガラス基板の表面に接触させた水分のpHの値よりも減少するような条件である、請求項1または2に記載の熱強化ガラス基板の製造方法。
- 熱強化処理がされていないガラス基板の表面をF46以上F220以下のJIS R6001-1:2017の粒度の研磨剤、または#240以上#400以下のJIS R6001-2:2017の粒度の研磨剤でブラスト加工する第一工程と、
前記第一工程を経たガラス基板を#600以上#2000以下のJIS R6001-2:2017の粒度の研磨剤でブラスト加工することによって、当該ガラス基板の表面の算術平均粗さを0.5μm以上5μm以下、当該ガラス基板の表面の最大高さ粗さを10μm以上50μm以下、当該ガラス基板の表面に存在するクラックの面積を1%未満とし、表面凹凸が形成されてなるガラス基板を形成する第二工程と、
前記表面凹凸が形成されてなるガラス基板を熱強化処理する第三工程と、
を含み、
前記第二工程では、サンドブラスト法を用い、前記ガラス基板の表面に対して20°の低角度で前記研磨剤を衝突させる、
熱強化ガラス基板の製造方法。 - 前記第一工程のブラスト加工がショットブラスト法によるブラスト加工であり、用いる研磨剤が、JIS R6001-1:2017の粒度でF46以上F100以下であり、
前記第二工程で用いる研磨剤が、JIS R6001-2:2017の粒度で#400以上#1000以下である、
請求項4記載の熱強化ガラス基板の製造方法。 - 前記第一工程のブラスト加工がエアーブラスト法によるブラスト加工であり、用いる研磨剤が、JIS R6001-1:2017の粒度でF100以上F220以下、またはJIS R6001-2:2017の粒度で#240以上#400以下であり、
前記第二工程で用いる研磨剤が、JIS R6001-2:2017の粒度で#600以上#1000以下である、
請求項4記載の熱強化ガラス基板の製造方法。 - 前記熱強化処理する工程の熱強化処理条件が、熱強化処理後のガラス基板の表面に接触させた水分のpHの値が熱強化処理前のガラス基板の表面に接触させた水分のpHの値よりも減少するような条件である、請求項4~6のいずれか1項に記載の熱強化ガラス基板の製造方法。
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