太阳能电池用玻璃基板及使用该基板的太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及太阳能电池用玻璃基板及使用该基板的太阳能电池。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池中，在玻璃基板上作为光电转换层形成半导体的膜。作为用于太阳能 电池的半导体，具有黄铜矿结晶结构的11-13族、11-16族化合物半导体和立方晶系或六 方晶系的12-16族化合物半导体对于可见至近红外的波长范围的光具有较大的吸收系数。 因此，作为高效薄膜太阳能电池的材料受到期待。作为代表性的例子，可例举Cu(In，Ga) Se2(以下称为 "CIGS" 或 "Cu-In-Ga-Se"）和CdTe。
[0003] CIGS太阳能电池中，由于成本低廉且平均热膨胀系数与CIGS化合物半导体接近， 因此可使用钠钙玻璃作为基板。
[0004] 此外，为了获得效率良好的太阳能电池，还提出了可耐受高温的热处理温度的玻 璃材料（专利文献1~5)。
[0005] 此外，已知作为这样的太阳能电池用玻璃基板，通过使用碱金属、特别是含Na的 玻璃基板，藉此可提高太阳能电池的光电转换效率。在玻璃基板上形成CIGS层等光电转换 层的情况下，玻璃基板在CIGS层的形成工序中被加热处理，因而玻璃基板所含的Na原子从 玻璃基板表面扩散至CIGS层。其结果是，CIGS层的载流子浓度升高，可提高光电转换效率。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本专利特开平11-135819号公报
[0009] 专利文献2:日本专利特开2010-118505号公报
[0010] 专利文献3:日本专利特开2008-280189号公报
[0011] 专利文献4:日本专利特开2010-267965号公报
[0012] 专利文献5:国际公开TO2013/094727号
【发明内容】
[0013] 发明所要解决的技术问题
[0014] 如专利文献1所揭示，为了制作发电效率良好的太阳能电池，较好是在玻璃基板 上形成CIGS层时以更高的温度进行热处理。因此，对于玻璃基板要求可耐受高温的热处 理，并且满足规定的平均热膨胀系数。专利文献1中，提出了退火点较高的玻璃组合物，但 该玻璃基板并不一定具有高发电效率。
[0015] 专利文献2和3中提出了应变点高且满足规定的平均热膨胀系数的太阳能电池用 玻璃基板。但是，专利文献2的课题是耐热性的确保和生产性的改善，专利文献3的课题是 表面品质的提高和耐失透性的改善，均无法解决关于发电效率的课题。因此，专利文献2和 3中记载的玻璃基板并不一定具有高发电效率。
[0016] 另外，专利文献3中提出了含大量氧化硼、应变点高且满足规定的平均热膨胀系 数的玻璃基板。然而，如果玻璃中存在大量硼，如专利文献4所记载，硼扩散至作为p型半 导体的CIGS层中而起到供体的作用，可能会使发电效率降低。另外，存在需要硼的除去设 备而容易导致成本上升的问题。
[0017] 专利文献4中，使玻璃基板中的硼减少，但具体记载的玻璃组成下的发电效率不 足。
[0018] 专利文献5中提出了为了使Na2O从玻璃基板扩散至光电转换膜而提高光电转换 效率，提供使玻璃组成包含Na2O的同时提高应变点、具有规定的热膨胀系数的太阳能电池 用玻璃基板的方案。
[0019] 根据专利文献5的记载，可通过限制玻璃中的水分量而维持高应变点，因而可在 提高应变点的同时使Na2O量增加（段落0022)。
[0020] 但是，为了提高发电效率，仅通过使Na2O量增加存在极限，期待进一步的改善。
[0021] 如上所述，太阳能电池用玻璃基板中，难以平衡地具有高发电效率、高玻璃化温 度、规定的平均热膨胀系数。
[0022] 本发明的目的之一在于提供平衡地具有高发电效率、高玻璃化温度、规定的平均 热膨胀系数的太阳能电池用玻璃基板及使用该基板的太阳能电池。
[0023] 解决技术问题所采用的技术方案
[0024] 本发明提供以氧化物基准的质量百分比表示，作为玻璃基体组成，包含5~ 13. 0 % 的SrO、0? 5 ~4. 0 % 的BaO,Al2O3-Na2O-K2O-MgO为-4. 00 ~5. 00 %，相对于所述玻璃 基体组成100质量份以Fe2O3换算包含0. 08~0. 5质量份Fe，P-OH为0. 12謹1~0. 4mm1 的太阳能电池用玻璃基板。
[0025] 本发明还提供具有玻璃基板、覆盖玻璃、配置于所述玻璃基板与所述覆盖玻璃之 间的光电转换层，所述玻璃基板和所述覆盖玻璃中的至少一方为上述太阳能电池用玻璃基 板的太阳能电池。
[0026] 发明的效果
[0027] 如果采用本发明，则可提供平衡地具有高发电效率、高玻璃化温度、规定的平均热 膨胀系数的太阳能电池用玻璃基板。此外，通过使用该太阳能电池用玻璃基板，可提供发电 效率高的太阳能电池。
【附图说明】
[0028] 图1是模式化表示本发明的太阳能电池的一种实施方式的剖视图。
【具体实施方式】
[0029] <太阳能电池用玻璃基板>
[0030] 以下，对本发明的太阳能电池用玻璃基板的一种实施方式进行说明。
[0031] 本实施方式的太阳能电池用玻璃基板的特征在于，以氧化物基准的质量百分比表 示，作为玻璃基体组成，包含5~13. 0 %的Sr0、0. 5~4. 0 %的BaO,Al2O3-Na2O-K2O-MgO 为-4. 00~5. 00 %，相对于所述玻璃基体组成100质量份以Fe2O3换算包含0. 08~0. 5质 量份Fe，0-OH为 0? 12mm1 ~0? 4mm工。
[0032] 本发明中，基于发电效率通过降低太阳能电池的串联电阻而提高的知识，可控制 玻璃中的铁成分量而降低串联电阻，提高发电效率。
[0033] 另外，基于玻璃基板中的非交联氧促进Na扩散的知识，可将玻璃中的P-OH控制 为规定量，充分获得非交联氧量，促进Na扩散而提高光电效率。此外，通过包含规定量以上 的P-0H，可降低串联电阻。
[0034] 此外，通过使玻璃组成在上述范围内，可在玻璃中充分获得非交联氧量，促进Na 扩散而提高光电效率。
[0035] 作为本实施方式的太阳能电池用玻璃基板的玻璃基体组成的优选的一例，
[0036] 以氧化物基准的质量百分比表示，包含
[0037]45 ~70 % 的SiO2、
[0038] 11 ~20%的A1203、
[0039] 0.5% 以下的B203、
[0040] 0 ~6%的MgO、
[0041] 4 ~12%的。已0、
[0042] 5 ~13.0%的SrO、
[0043] 0.5~4%的8&0、
[0044] 0 ~8%的ZrO2、
[0045] 4. 5 ~10% 的Na20、
[0046] 3.5~15%的1(20，
[0047] MgO+CaO+SrO+BaO为 10 ~30 %，
[0048] Na2OK2O为 8 ~20 %，
[0049] Na2OA2O为 0? 7 ~2. 0，
[0050] Al2O3-Na2O-K2O-MgO为-4 ~5 %。
[0051] 作为本实施方式的太阳能电池用玻璃基板，较好是玻璃化温度（Tg)为640~ 700°C，平均热膨胀系数为60X10 7~110X10 7/°C，密度在2. 45~2. 9g/cm3以下。这样的 太阳能电池用玻璃基板可优选作为Cu-In-Ga-Se(CIGS)太阳能电池用玻璃基板提供。
[0052] 本实施方式的太阳能电池用玻璃基板的玻璃化温度（Tg)较好是640°C以上700°C 以下。这比钠钙玻璃的玻璃化温度高。为了保证高温下的CIGS层等光电转换层的形成，玻 璃化温度较好是在645°C以上，更好是在650°C以上，进一步更好是在655°C以上。为了不使 熔化时的粘性过度上升，较好是在690°C以下，更好是在685°C以下，进一步更好是在680°C 以下。
[0053] 本实施方式的太阳能电池用玻璃基板的平均热膨胀系数在50~350°C下为 60X10 7~110XlO7/°C。低于60X10 7或超过110XlO7/°C时，玻璃基板与CIGS层等光 电转换层的热膨胀差变得过大，容易产生剥离等缺点。较好是在65X10 7/°C以上，更好是 在70X10 7°C以上，特别好是在75X10 7°C以上。此外，为了减少与Mo(钼）膜等的正电 极的膨胀差导致的翘曲，较好是在100X10 7/°C以下，更好是在95X10 7/°C以下，进一步更 好是在90X10 7°C以下。
[0054] 本实施方式的太阳能电池用玻璃基板