KR20140080534A

KR20140080534A - 태양전지용 커버글라스 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20140080534A
Application number: KR1020147012635A
Authority: KR
Inventors: 다츠야 츠즈키; 나오키 미타무라; 가츠유키 나카하마; 마코토 시노하라; 미즈키 니시
Original assignee: 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2014-06-30
Also published as: WO2013061479A1; TW201317194A; EP2772471A1; JP2013089938A; CN104024172A; JP4984002B1

Abstract

[과제] 본 발명은 태양전지용 커버글라스에 적합한 높은 투과율을 가지며 또한 풍랭 강화시에 휨의 발생을 억제하기 쉬운 유리를 제공하는 것을 과제로 한다.
[해결수단] 태양전지용 커버글라스로서, 그 태양전지용 커버글라스는 평면 형상으로 두께 2 ㎜~4 ㎜의 소다석회계 유리로 이루어지고, 성분으로서 질량%로 Al₂O₃를 1.1~1.6, CaO를 9~11, MgO를 2.5~3.5, 전체 안티몬 산화물을 Sb₂O₃ 환산으로 0.1~0.5, 철 산화물을 Fe₂O₃ 환산으로 0.005~0.02 가지며, Fe²⁺가 (Fe²⁺＋Fe³⁺)의 2~9%를 차지하고, 실질적으로 산화세륨 및 산화철 이외의 착색 성분을 포함하고 있지 않은 소다석회계 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지용 커버글라스.

Description

태양전지용 커버글라스 및 그의 제조방법{Solar cell cover glass and method for producing same}

본 발명은 태양전지용 커버글라스 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

태양전지는 그 보호를 위해 에틸렌-초산비닐 공중합체(EVA) 수지막이나 폴리비닐부티랄(PVB) 수지막 등의 중간막을 매개로 커버글라스와 일체화되어 패널화된다. 태양전지는 높은 발전효율이 필요하기 때문에 커버글라스는 태양광의 높은 투과율을 갖는 것이 요구되고 있어, 그것에 사용하는 유리에는 착색 성분을 될 수 있는 한 적게 한 유리, 소위 백판(白板) 유리가 요망되고 있다.

그러나 전술한 바와 같은 유리라도 대표적인 착색 성분의 하나인 철 산화물은 유리를 공업적으로 제조할 때, 원료에 적잖이 포함되어 있는 것으로부터 철 산화물에 의한 빛의 흡수량을 제로로 하는 것은 어려워, 실제로 생성되는 유리 내에 있어서 철 산화물은 FeO와 Fe₂O₃의 형태로 존재한다. FeO는 광파장 1100 nm 부근에 광흡수의 피크를 갖고, 그것은 800~1000 nm의 광흡수에도 영향을 미쳐, 이 파장역에서의 유리의 투과율 감소를 초래한다. 한편으로 Fe₂O₃는 400 nm 부근에 광흡수의 피크를 갖는다. 상기로부터 유리 중에 포함되는 FeO량과 Fe₂O₃량을 조정하는 것이나 타성분을 도입함으로써 철 산화물에 기인하는 빛의 흡수량과 파장역의 조정, 유리의 색감의 조정이 이루어져 왔다(예를 들면 특허문헌 1, 2).

상기한 바와 같이 유리 중의 FeO는 800~1000 nm의 광파장역의 투과율 감소를 초래한다. 이 광파장역은 실리콘계 태양전지 등의 최대 감도 영역과 겹치는 것으로부터 태양전지용 커버글라스는 그 성분으로서 FeO량이 적은 것도 요망되고 있다. 특허문헌 3 및 4는 철 산화물의 양을 감소시킨 유리 중에 철 산화물의 가수(價數)를 조정하기 위해 CeO₂를 도입하여, 유리 중에 포함되는 철 산화물의 철의 가수의 제어를 행하고 있다. 또한 특허문헌 5는 철 산화물의 양을 감소시킨 유리 중에 철 산화물의 가수를 조정하기 위해 Sb₂O₃를 도입하여, 유리 중에 포함되는 철 산화물의 철의 가수의 제어를 행하고 있다.

일본국 특허공개 제2001-139343호 공보 일본국 특허공고 평7-29810호 공보 일본국 특허공개 평5-221683호 공보 일본국 특허공개 제2000-143284호 공보 일본국 특허공개 제2007-238398호 공보

K.Akeyoshi,E.Kanai,K.Yamamoto and S.Shima：아사히 가라스 연구 보고서, 17, pp.23-36(1967)

태양전지는 자갈, 돌, 목재 등의 비래물(날아 들어온 물질)을 고려할 필요가 있는 옥외에 배치되기 때문에, 태양전지용 커버글라스에는 강도가 높은 유리가 요구되고 있는 것으로부터 풍랭 강화 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 풍랭 강화 유리는 노(爐) 내에서 유리를 연화점 부근까지 가열 후 유리 표면을 풍랭하여 급격히 냉각함으로써 유리 표면에 압축 응력층을 생성시켜서 물리적, 열적 충격강도, 흠집에 대한 저항력을 향상시킨 유리이다.

풍랭 강화 유리의 강도는 풍랭 개시시의 냉각 개시시의 유리 온도를 높게 함으로써 상승하는 경향이 있으나, 이 온도를 지나치게 높게 하면 유리에 휨이 발생하기 쉬워진다. 왜냐하면 실제적으로는 유리의 풍랭 강화는 가열로 내에서 유리를 반송 롤로 반송시키면서 소정 온도까지의 가열이 행해지기 때문에, 유리를 보다 고온에서 가열하는 것은 반송 롤 사이의 극간에서 유리가 자중으로 아래로 처지는 변형을 발생시키기 쉽게 하여, 결과적으로 유리에 휨을 발생시키기 쉽게 한다. 유리의 휨이 크면 태양전지용 커버글라스와 태양전지의 일체화를 저해한다는 문제가 있다. 즉 유리의 고강도화와 유리의 휨의 억제는 상반되는 요구 특성으로, 휨이 적은 풍랭 강화 유리를 얻는 것은 하나의 기술적인 과제이다.

여기서 유리는 그 조성에 따라 여러 물성값이 상이하고, 이들 물성값에 따라 풍랭 강화할 때의 압축 응력의 발생 용이함이 상이하다. 유리의 물성값과 풍랭 강화시에 발생하는 압축 응력의 관계는 Akeyoshi(비특허문헌 1 참조) 등에 의해 다음의 식(1)로 나타내어진다.

〈α：열팽창계수, E：영률, h：판두께, Q：냉각능, m：푸아송비, k：열전도율〉

상기 이론식(1)에 의하면 유리로서는 영률, 푸아송비, 열팽창계수에 대해서는 큰 값을 갖는 것, 열전도율에 대해서는 작은 값을 갖는 것일수록 강화하기 쉬운 유리, 즉 보다 낮은 온도에서의 강화가 가능한 유리, 더 나아가서는 휨의 발생을 억제하기 쉬운 유리인 것을 알 수 있다. 실용에 제공되는 소다석회계 유리의 경우는 영률, 푸아송비, 열팽창계수 등의 값은 조성에 따라 크게 변동되는 것은 아니기 때문에 유리의 열전도율을 어떻게 하여 작게 하는지가 커다란 포인트가 된다.

유리 중의 FeO는 대상물을 직접 열로 변환하기 쉬운 근적외영역인 파장 1100 nm 부근에 광흡수의 피크를 갖기 때문에 이 파장역의 적외선을 흡수한 유리는 가열되게 된다. 즉 유리 중의 FeO량의 증가는 유리에 열전도율의 상승을 초래하기 쉬워진다. 따라서 강화하기 쉬운 유리를 얻기 위해서는 FeO량을 적게 하는 것이 요구된다.

종래 유리 중의 철 산화물에 기인하는 빛의 흡수량과 흡수 파장역의 조정이나 유리의 색감의 조정, 또한 태양전지용 커버글라스 용도에 있어서는 FeO의 광흡수에 의해 일어나는 800~1000 nm의 광파장역의 투과율 감소를 억제하고자 하는 시도가 이루어져 왔다. 그러나 한편으로 필요 이상으로 철 산화물 중의 FeO의 양을 감소시키는 것에 대한 검토는 행해지고 있지 않았다.

예를 들면 특허문헌 1은 철 산화물의 양을 0.02~0.05 질량%로 하고, 실시예에서의 개시에 있어서는 철 산화물 중의 FeO의 양이 22~36%인 유리를 개시하고 있다. 또한 특허문헌 2는 철 산화물의 양을 0.02 질량%보다 적게 하고 있는데 구체적으로 개시되어 있는 철 산화물 중의 FeO의 양은 60%이다.

또한 특허문헌 3 및 4는 철 산화물의 양을 감소시킨 유리 중에 철 산화물의 가수 조정제로서 CeO₂를 도입함으로써 유리 중에 포함되는 철 산화물의 철의 가수를 제어하고 있다. 특허문헌 3은 철 산화물 중의 FeO의 양이 3%로 매우 낮은 유리를 개시하고 있는데, 전술한 바와 같이 태양전지용 커버글라스는 옥외에서 장기간 정치되어 태양광이 장기에 걸쳐 조사되는 것인 것으로부터, CeO₂가 일으키는 솔라리제이션(solarisation)에 의해 유리가 착색된다고 하는 문제가 발생하는 경우가 있다.

또한 특허문헌 5는 철 산화물의 양을 0.04 질량% 이하로 하고, 실시예에서는 철 산화물 중의 FeO의 양이 9.8~16.7%인 유리를 개시하고 있는데, 철 산화물 중의 FeO량을 추가로 감소시키는 것에 대해서는 시도되어 있지 않다.

본 발명은 상기를 고려하여 태양전지용 커버글라스에 적합한 태양광의 높은 투과율을 가지며 또한 풍랭 강화시에 휨의 발생을 억제하기 쉬운 유리를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 철 산화물의 양이 저감된 유리에 있어서 추가로 FeO의 양을 저감시키고자 이룬 것이다. 즉 본 발명의 태양전지용 커버글라스는 평면 형상으로 두께 2 ㎜~4 ㎜의 소다석회계 유리로 이루어지고, 성분으로서 질량%로 Al₂O₃를 1.1~1.6, CaO를 9~11, MgO를 2.5~3.5, 전체 안티몬 산화물을 Sb₂O₃ 환산으로 0.1~0.5, 철 산화물을 Fe₂O₃ 환산으로 0.005~0.02 가지며, Fe²⁺가 Fe²⁺＋Fe³⁺(여기서 철 산화물을 Fe로 환산한 질량을 가리킨다)의 2~9%를 차지하고, 실질적으로 산화세륨 및 산화철 이외의 착색 성분을 포함하고 있지 않은 소다석회계 유리로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

유리 중의 안티몬 산화물은 철 산화물의 가수 조정제로서 작용하여 안티몬 산화물의 존재량에 따라 철 산화물 중의 FeO와 Fe₂O₃의 양비를 조정할 수 있다. Fe²⁺가 (Fe²⁺＋Fe³⁺)에 차지하는 비율을 이후 「레독스」로서 표기한다.

안티몬 산화물의 존재량은 레독스에 영향을 미치는데, 안티몬 산화물의 양이 늘었다고 해서 반드시 레독스가 감소한다는 것은 아니다. 예를 들면 특허문헌 5의 실시예에서는 안티몬 산화물의 양이 0.02-0.025 질량%로부터 0.1-0.2 질량%로 증가하더라도 반드시 레독스가 레독스가 감소하고 있는 것은 아니다. 레독스에는 산화안티몬뿐 아니라 다른 요인도 영향을 미치고 있는 것은 간파할 수 있다.

본 발명에서는 어떤 특정 소다석회계 유리에 있어서 전체 안티몬 산화물을 Sb₂O₃ 환산으로 0.1~0.5 질량% 포함시킴으로써, 철 산화물량을 저감시킨 유리 중의 「레독스」를 저감시킨다고 하는 지견(知見)을 얻어 상기 발명을 이룬 것이다.

또한 상기 소다석회계 유리는 전체 안티몬 산화물을 Sb₂O₃ 환산으로 0.18~0.35 질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0.18~0.25 질량% 갖는 것이 보다 바람직하다.

또한 본 발명의 태양전지용 커버글라스의 표층은 풍랭 강화에 의해 형성된 압축 응력층을 가지고 있는 것이 바람직하고, JIS R3206：2003년(강화유리)에 준거하여 측정한 휨량이 1% 이하이며, 파쇄했을 때의 단위 면적(50 ㎜×50 ㎜)당 파편 수가 최소값으로 40개 이상, 바람직하게는 50개 이상인 것이 바람직하다. 이 파편 수의 최소값의 상한은 150 이하, 바람직하게는 140개 이하로 해도 된다.

본 발명의 상기 태양전지용 커버글라스의 적합한 제조방법은 목적의 유리판의 성분이 되도록 배합한 원료를 용융하여 용융 유리를 형성하고, 그 용융 유리를 롤아웃 성형법이라 일컬어지는 방법에 의해 두께 2 ㎜~4 ㎜의 판상의 유리판으로 성형하는 공정, 상기 유리판 표층에 풍랭 강화에 의해 압축 응력층을 형성하는 공정에 의해 제조하는 방법이다.

본 발명에 따르면 태양전지용 커버글라스에 적합한 태양광의 투과율을 가지며 또한 비교적 얇은 두께의 평면 형상의 유리판으로 했을 때에도 풍랭 강화시에 휨의 발생을 억제하기 쉬운 유리판을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 태양전지용 커버글라스에 사용되는 소다석회계 유리의 성형에 사용되는 장치예의 부분 측면도이다.

본 발명은 평면 형상으로 두께 2 ㎜~4 ㎜, 바람직하게는 2.5~3.5 ㎜, 보다 바람직하게는 2.7~3.3 ㎜의 소다석회계 유리로 이루어지고, 그 소다석회계 유리는 질량%로 Al₂O₃를 1.1~1.6, CaO를 9~11, MgO를 2.5~3.5, 전체 안티몬 산화물을 Sb₂O₃ 환산으로 0.1~0.5, 철 산화물을 Fe₂O₃ 환산으로 0.005~0.02 가지며, Fe²⁺가 (Fe²⁺＋Fe³⁺)의 2~9%를 차지하고, 실질적으로 산화세륨 및 산화철 이외의 착색 성분을 포함하고 있지 않은 것을 특징으로 하는 태양전지용 커버글라스이다.

주성분으로서 적어도 SiO₂, CaO 및 Na₂O를 함유하는 것으로, 각 성분 질량의 총합(SiO₂＋CaO＋Na₂O)이 90 질량% 이상이 되는 것이다. 본 발명의 소다석회계 유리는 SiO₂의 함유량은 69~72.5 질량%이고, 바람직하게는 69.5~72 질량%, 보다 바람직하게는 70~71.5 질량%이다. 또한 Na₂O의 함유량은 13~15 질량%이고, 보다 바람직하게는 13.5~14.5 질량%이다. 더 나아가서는 K₂O를 포함하고 있어도 되고 그 함유량은 0~0.1 질량%, 바람직하게는 0~0.08 질량%이다.

철 산화물은 가시광~근적외선의 광파장역의 투과율을 높은 것으로 하기 위해 그 함유량을 적게 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 철 산화물을 Fe₂O₃ 환산으로 0.005~0.02 질량% 함유하는 것으로 하고 있다. 레독스를 낮게 하는 것은 400 nm 부근에 광흡수의 피크를 갖는 Fe₂O₃량을 늘리게 되는데, 본 발명에서는 Fe₂O₃량을 상기한 범위로 하고 있기 때문에 유리의 색감은 뉴트럴이 된다. 또한 태양전지의 커버글라스로서 실리콘계 태양전지 등의 최대 감도 파장영역(800~1000 nm)으로 영향을 미치는 경우도 적다.

Fe₂O₃로 환산한 철 산화물의 양이 0.005 미만인 경우 유리 원료의 고순도화가 비용 증가의 요인이 되어 바람직하지 않다. 다른 한편으로 0.02 질량%를 초과하는 경우에는 400 nm 부근의 광흡수의 영향도 있어, 유리의 가시광 투과율이 감소하는 경향이 있는 것이나 FeO량의 증가도 초래하게 되어 바람직하지 못한 것이 된다. Fe₂O₃로 환산한 철 산화물의 양은 바람직하게는 0.008~0.018 질량%, 보다 바람직하게는 0.011~0.017 질량%이다. 또한 철 산화물의 양이 0.11 미만인 경우 0.005 미만으로 하는 경우보다는 비용 증가를 억제할 수 있으나 양산화하기에는 적합하지 않다.

그리고 본 발명의 유리의 레독스는 2~9%인 것을 특징으로 하고 있다. 2% 미만의 경우 유리 제조의 비용이 상승하는 경향이 되어 바람직하지 않고, 9%를 초과하는 경우에는 FeO량의 저감이 불충분하고 풍랭 강화의 난이도가 상승하여 바람직하지 않다. 이 레독스는 바람직하게는 3~9%, 보다 바람직하게는 4~9%이다.

본 발명의 소다석회계 유리는 전체 안티몬 산화물을 Sb₂O₃ 환산으로 0.1~0.5 질량% 갖는다. 0.1 질량% 미만이면 레독스를 감소시키는 효과가 작고, 0.5 질량%를 초과하면 원료의 비용이 높아지는 요인이 될 뿐 아니라, 도입량을 많게 하더라도 레독스를 감소시키는 효과도 기대하기 어려워지기 때문이다. 전체 안티몬 산화물의 함유량을 Sb₂O₃ 환산으로 바람직하게는 0.18~0.35 질량%, 보다 바람직하게는 0.18~0.25 질량%로 한다.

안티몬 산화물은 삼산화 안티몬(Sb₂O₃), 오산화 안티몬(Sb₂O₅), 안티몬 소다(NaSbO₃) 등을 원료로서 사용해도 되나, 안티몬 소다(NaSbO₃)를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 소다석회계 유리는 질량%로 Al₂O₃를 1.1~1.6%, CaO를 9~11%, MgO를 2.5~3.5% 포함하는 것으로 하고 있다. 본 발명에서는 예를 들면 특허문헌 5와 비교하여 안티몬 산화물이 같은 정도였다 하더라도 레독스를 낮게 억제하고 있다. 이 효과의 요인은 명확하지 않으나, 상기한 안티몬 산화물의 양이나 이들 성분량을 적절화하거나 하여 이룰 수 있었던 것으로 추찰된다. 더욱 바람직하게는 Al₂O₃를 1.2~1.5%, CaO를 9.2~10.5%, MgO를 2.6~3%로 해도 된다.

또한 MgO는 유리의 알칼리 성분의 용출을 억제하는 성분으로, 함유량이 적을수록 유리에 번(burn) 등의 결함이 발생하기 쉬워져 장기에 걸친 옥외 사용에 적합하지 않은 유리로 되기 쉬운데, 본 발명은 특히 번 등의 결함은 발생하지 않는 것이다.

본 발명의 소다석회계 유리는 SO₃를 포함해도 되고, 그 함유량으로서 0.5 질량%까지 포함시켜도 된다. SO₃는 유리의 용해, 청징, 성형성의 개선 효과가 있다. 이러한 관점에서 SO₃를 바람직하게는 0.25~0.5 질량%, 보다 바람직하게는 0.3~0.4 질량% 함유시켜도 된다.

발명의 소다석회계 유리는 자외선 흡수능을 높이기 위해 TiO₂를 적량 함유시켜도 된다. 유리가 자외선 흡수능을 가짐으로써 태양전지나 태양전지와 커버글라스 사이의 중간막의 열화(劣化)를 억제시키는 등의 효과가 발생하게 된다. 다량의 TiO₂의 함유에 의해 유리가 황색을 띠게 되는 것으로부터, 그 함유량의 상한은 0.1 질량%, 바람직하게는 0.07 질량%, 보다 바람직하게는 0.05 질량%까지로 해도 된다. 그 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만 0.001 질량%로 해도 된다.

본 발명의 소다석회계 유리는 실질적으로 산화세륨 및 산화철 이외의 착색 성분을 포함하고 있지 않은 것으로 하고 있다. 실질적으로 산화세륨을 포함하고 있지 않다는 것은 산화세륨을 포함하고 있다 하더라도 유리의 솔라리제이션을 발생하기 어렵게 하고 있는 정도의 함유량으로, 유리 중의 함유량으로서 10 ppm 미만, 바람직하게는 1 ppm 미만으로 되어 있는 것을 가리키고 있다.

산화철 이외의 착색 성분을 포함하고 있지 않다는 것은 산화니켈이나 산화코발트, 산화크롬, 이산화망간 등의 소다석회계 유리를 착색시키는 성분을 포함하고 있지 않은 것을 의미하고, 그 함유량으로서는 15 ppm 미만, 바람직하게는 10 ppm 미만으로 되어 있는 것을 가리키고 있다.

도 1을 참조하여 본 발명의 태양전지용 커버글라스에 사용되는 소다석회계 유리의 조제예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 태양전지용 커버글라스에 사용되는 소다석회계 유리의 성형에 사용되는 장치예를 나타내고 있다. 당해 제조장치는 제 1롤(1)과 제2 롤(2) 사이에 유리 소지(glass material)인 용융 유리(3)를 통과시킴으로써 판상의 커버글라스(22)를 성형하는 롤아웃 성형장치이다. 본 제조예는 주석 배쓰 상에서 용융 유리를 판상으로 성형하는 플로트법과는 달리, 성형시에 환원 분위기가 되기 어려워 유리 표층부의 안티몬 산화물이 환원되어 금속 입자가 되는 현상이 발생하기 어려워 바람직한 제조예이다.

용융조(4) 내에는 용융 유리(3)가 저류된다. 용융조(4)의 배출구(4a)에는 용융 유리(3)를 제1 롤(1)과 제2 롤(2) 사이로 안내하는 립타일(5)이 접속된다. 립타일(5)에는 용융 유리(3)가 제1 롤(1)과 제2 롤(2)로 안내될 때 폭방향으로부터의 용융 유리(3)의 누출을 방지하는 가이드 블록(6)이 설치된다. 용융조(4)의 배출구(4a)에는 용융 유리(3)의 배출 유량을 조절하는 커트나이프(7)가 설치된다.

제1 롤(1)은 고정장치(8)에 의해 회전 자유자재로 지지된다. 또한 제2 롤(2)은 고정장치(9)에 의해 회전 자유자재로 지지된다.

제1 롤(1)과 제2 롤(2) 사이를 통과하여 성형된 성형 유리는 반송 플레이트(10) 및 반송 롤(11)을 통해 반송된다. 반송 플레이트(10)는 성형 유리가 부착되지 않도록 냉각된다. 냉각에는 풍랭, 수랭 등에 의한 쿨러가 사용된다.

용융조(4)로부터 배출된 용융 유리(3)는 성형온도까지 냉각된 후, 제1 롤(1)과 제2 롤(2) 사이를 통과하여 2~4 ㎜의 두께로 압연성형된다. 이때 제1 롤, 제2 롤의 표면에 패턴이 각인되어 있으면 패턴이 유리판 표면에 전사되게 되어 바람직하다. 예를 들면 제1 롤(1)의 표면에는 규칙적인 패턴(예를 들면 220 ㎛ 정도의 홈 깊이)을 각인해 두고, 제2 롤(2)의 표면에는 불규칙한 요철(예를 들면 5 ㎛ 정도의 홈 깊이)을 각인해 두어도 된다.

상기 제조장치 등으로 얻어진 유리판의 풍랭 강화를 행하여 유리 표층에 압축 응력층을 형성해 유리의 강도를 향상시키는 것이 바람직하다. 표층에 압축 응력이 강하게 가해지고 있는 유리일수록 유리를 파쇄했을 때의 파편이 작아져 파편 수가 많아진다. 본 발명의 태양전지용 커버글라스는 「JIS R3206：2003년(강화유리)」에 준거하여 측정한 휨량이 1% 이하(바람직하게는 0.5% 이하, 보다 바람직하게는 0.3% 이하)이고, 파쇄했을 때의 단위 면적(50 ㎜×50 ㎜)당 파편 수가 최소값으로 40개 이상, 바람직하게는 50개 이상이 되는 것이 바람직하다. 당해 최소값의 상한을 높게 하고자 하면 휨량이 커지는 경향이 있는 것으로부터 상한은 400개 이하, 바람직하게는 200개 이하, 보다 바람직하게는 150개 이하로 해도 된다.

상기 제조장치 등으로 얻어진 유리판을 반송 롤로 반송하면서 유리를 유리 전이 온도 부근(예를 들면 550~650℃)까지 가열한다. 풍랭 강화 유리의 강도는 풍랭 개시시의 냉각 개시시의 유리 온도를 높게 함으로써 상승하는 경향이 있으나, 이 온도를 지나치게 높게 하면 유리에 휨이 발생하기 쉬워진다. 왜냐하면 반송 롤 사이의 극간에서 유리가 자중으로 아래로 처지는 변형을 발생시키기 쉽게 하기 때문이다.

본 발명의 유리판의 경우는 바람직하게는 유리판의 온도가 570~630℃, 보다 바람직하게는 580~620℃일 때 냉각 노즐로부터 판유리에 바람을 내뿜어 풍랭 강화를 개시한다. 이때 내뿜는 바람은 풍압 5~30 kPa로 하는 것이 바람직하고, 7~20 kPa로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한 철 산화물의 양의 저감이 도모되지 않은 통상의 소다석회계의 플로트 유리는 평면 형상의 유리판을 강화하는 경우 풍랭 개시시의 유리판의 온도는 620~670℃ 정도이다.

실시예

〈유리의 조제〉

원료로서 규사, 산화알루미늄, 소다회, 황산나트륨, 탄산칼슘, 산화마그네슘, 안티몬산소다 등의 원료를 사용하여 표 1에 나타내는 실시예 1~5, 비교예 1, 4, 5에 나타내는 유리 성분의 비율이 되도록 조합(調合)하여 백금 도가니에 충전하였다. 시료의 제조조건을 실제 제조라인의 조건에 가깝도록 당해 백금 도가니를 도 1에 나타낸 바와 같은 용융조 내에 삽입하고, 원료를 용해 후 당해 백금 도가니를 용융조 내로부터 취출하여, 용융 유리를 주형에 흘려넣어 유리 블록으로 하였다. 그 후 550℃로 유지한 전기로에 옮겨 넣고 그 노 내에서 서랭하여 유리 시료를 얻었다. 얻어진 유리 시료의 조성 및 투과율을 표 1에 나타낸다. 또한 비교예 2, 3은 특허문헌 5의 실시예 1 및 2의 값을 참조를 위해 인용한 것이다.

유리 성분의 양은 유리 시료를 분쇄하고, 파쇄한 것을 형광 X선 분석법을 토대로 측정하여 구한 것이다. 또한 레독스는 비색법에 의해 Fe²⁺의 양을 구하여 얻은 것이다.

〈얻어진 유리 시료의 평가〉

1) 일사 투과율 및 광파장 1100 nm에서의 투과율(또는 흡수계수)

분광광도계 U-4100(HITACHI 제조)을 사용하여 JIS R 3106에 기재된 판유리류의 투과율·반사율·방사율·일사열 취득률의 시험방법에 준거하여 측정해 판두께 3.2 ㎜에 있어서의 일사 투과율 및 광파장 1100 nm에서의 투과율을 구하였다.

실시예 1~4의 유리의 일사 투과율은 90.8~91.2였다. 비교예 1의 유리의 그것은 90.7이고, 비교예 5의 유리는 91.4였다. 또한 실시예 1~4의 유리의 광파장 1100 nm에서의 투과율은 90.6~91.4였다. 비교예 1의 유리의 그것은 90.3이고, 비교예 5의 유리는 91.6이었다.

2) 열전도율

레이저 플래시법 열 물성 측정장치 LFA-502(교토 전자공업 제조)를 사용하여 JIS R 1611에 기재된 레이저 플래시법에 의한 열 확산률·비열용량·열전도율 시험방법에 준거하여 측정해 열전도율을 구하였다.

실시예 3의 유리의 열전도율은 0.002317 cal/㎝·sec·℃였다. 비교예 1의 유리는 0.002333 cal/㎝·sec·℃였다. 또한 철 산화물의 양의 저감이 도모되지 않은 통상의 소다석회계의 플로트 유리는 0.222326 cal/㎝·sec·℃였다.

〈유리판의 풍랭 강화〉

실시예 1의 조성을 갖는 유리를 도 1에 나타낸 바와 같은 장치로 판두께가 3.2 ㎜가 되도록 평면 형상의 유리판으로 성형하였다. 성형된 유리판으로부터 가로 세로 1 m 사이즈로 잘라낸 것을 도시하지 않는 풍랭 강화장치로 강화처리를 행하였다.

당해 강화처리에서는 유리판을 세라믹제의 반송 롤로 반송하고 소정의 온도로 가열된 영역까지 반송 후, 노 외로 유리판을 반송하고 바로 냉각 노즐로부터 유리판에 바람을 내뿜어 풍랭 강화를 행한다. 노 외로 반송되기 직전의 유리판의 온도를 풍랭 강화 개시시의 유리판의 온도로 한다.

본 예에서는 노 외로 반송되기 직전의 유리판의 온도(유리 중앙부)의 온도를 600℃로 하여 풍랭 강화 처리를 행하였다. 유리가 노 외로 반송되는 동시에 냉각 노즐로부터 유리판에 풍압 11 kPa로 바람을 내뿜어 유리의 온도가 400℃ 이하가 될 때까지 소정 시간 유지하였다.

얻어진 강화유리의 휨량 및 파쇄했을 때의 단위 면적(50 ㎜×50 ㎜)당 파편 수를 「JIS R3206：2003년(강화유리)」에 준거하여 측정한 바 휨량은 0.1%, 파편 수는 95개였다.

Claims

태양전지용 커버글라스로서, 그 태양전지용 커버글라스는 평면 형상으로 두께 2 ㎜~4 ㎜의 소다석회계 유리로 이루어지고, 성분으로서 질량%로
Al₂O₃를 1.1~1.6,
CaO를 9~11,
MgO를 2.5~3.5,
전체 안티몬 산화물을 Sb₂O₃ 환산으로 0.1~0.5,
철 산화물을 Fe₂O₃ 환산으로 0.005~0.02 가지며,
Fe²⁺가 (Fe²⁺＋Fe³⁺)의 2~9%를 차지하고, 실질적으로 산화세륨 및 산화철 이외의 착색 성분을 포함하고 있지 않은 소다석회계 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지용 커버글라스.
제1항에 있어서,
롤아웃 성형된 유리판을 풍랭 강화한 소다석회계 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지용 커버글라스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 태양전지용 커버글라스의 표층은 풍랭 강화에 의해 형성된 압축 응력층을 가지고 있고, 「JIS R3206：2003년(강화유리)」에 준거하여 측정한 휨량이 1% 이하이며, 파쇄했을 때의 단위 면적(50 ㎜×50 ㎜)당 파편 수가 최소값으로 40개 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 커버글라스.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 태양전지용 커버글라스를 제조하는 제조방법으로, 제1항에 기재된 성분이 되도록 배합한 원료를 용융하여 용융 유리를 형성하고, 그 용융 유리를 롤아웃 성형에 의해 두께 2 ㎜~4 ㎜의 판상의 유리판으로 성형하는 공정, 상기 유리판 표층에 풍랭 강화에 의해 압축 응력층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지용 커버글라스의 제조방법.
제4항에 있어서,
풍랭 강화 개시시의 유리판의 온도를 570℃~630℃로 하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 커버글라스의 제조방법.