玻璃板的制作方法_4

文档序号:9364932阅读:来源:国知局

[0091] c/a= 0. 0056B2/3P1/6 式(I)
[0092] 这里,P是维氏压头的压入负荷,a、c分别是维氏压痕的对角线长度和自四角产生 的裂纹的长度(包含压头的对称的2条裂纹的总长)。采用打入各种玻璃的表面后所产生 的维氏压痕的尺寸和式(1),算出脆度指标值B。
[0093] 本发明的一种形态的玻璃板的厚度优选为3mm以下,更优选2mm以下,进一步优选 I. 5_以下。此外,在玻璃板上形成化合物太阳能电池的光电转换层的方法优选是作为光电 转换层的CIGS层的至少一部分由硒化法形成。通过使用本实施方式的玻璃板,可将形成光 电转换层时的加热温度设为500~650°C。
[0094] 在将本发明的实施方式的玻璃板用作玻璃板并且用作覆盖玻璃时,因为平均热膨 胀系数相同,所以不会发生太阳能电池组装时的热变形等,因而优选。
[0095] 接着,对本发明的一种形态的太阳能电池进行说明。本发明的一种形态的太阳能 电池是使用本发明的一种形态的玻璃板的太阳能电池。
[0096] 本发明的一种形态的太阳能电池具有本发明的一种形态的玻璃板、覆盖玻璃、以 及配置在上述玻璃板和上述覆盖玻璃之间的光电转换层,光电转换层的至少一部分是CIGS 或CZTS或CdTe的光电转换层。
[0097] 下面,参照附图详细说明本发明的一种形态的太阳能电池。另外,本发明不限定于 附图的形态。
[0098] 〈本实施方式的CIGS太阳能电池或CZTS太阳能电池〉
[0099] 图1是示意地表示本发明的一种形态的太阳能电池的实施方式的一例的剖视图。
[0100] 图1中,本发明的一种形态的太阳能电池(CIGS太阳能电池或CZTS太阳能电池)1 具有玻璃板5、覆盖玻璃19、以及在玻璃板5和覆盖玻璃19之间的CIGS层或CZTS层9。玻 璃板5由上述说明的本发明的一种形态的玻璃板构成。太阳能电池1中,在玻璃板5上具有 作为正电极7的Mo膜的背面电极层,在其上具有作为CIGS层或CZTS层9的光电转换层。 CIGS层的组成可例示Cudn1xGax)Se2。X表示In和Ga的组成比,且0 <X< 1。作为CZTS 层的组成,可例示Cu2ZnSnSzpCu2ZnSnSe4。
[0101] 在CIGS层或CZTS层9上,隔着作为缓冲层11的CdS(硫化镉)或ZnS(硫化锌) 层,具有ZnO或ITO的透明导电膜13,在其上还具有作为负电极15的Al电极(铝电极)等 的取出电极(日文:取出L電極)。在这些层之间的必要的部位可设置防反射膜。图1中, 在透明导电膜13和负电极15之间设置防反射膜17。
[0102] 此外,在负电极15上可设置覆盖玻璃19,必要的情况下,负电极和覆盖玻璃之间 可进行树脂密封,或用粘接用的透明树脂进行粘接。覆盖玻璃可使用本发明的一种形态的 玻璃板。
[0103] 本实施方式中,光电转换层的端部或太阳能电池的端部可被密封。作为用于密封 的材料,可例举例如与本发明的一种形态的玻璃板相同的材料、其他玻璃、树脂等。
[0104] 另外,附图中示出的太阳能电池的各层的厚度不限定于附图的尺寸。
[0105] 〈本实施方式的CdTe太阳能电池〉
[0106] 接着,对本发明的一种形态的CdTe太阳能电池进行说明。本发明的一种形态的太 阳能电池具有玻璃板、背板玻璃、以及在上述玻璃板和上述背板玻璃之间配置的CdTe的光 电转换层(CdTe层),上述玻璃板和上述背板玻璃中,至少上述玻璃板是本发明的一种形态 的玻璃板。或者,上述太阳能电池的构成可以是使用具有耐水性、耐氧透过性的背膜来代替 背板玻璃的太阳能电池。
[0107] 图4是示意地表示本发明的一种形态的CdTe太阳能电池的剖视图。图4中,本发 明的太阳能电池(CdTe太阳能电池)21具有厚度为1~3mm的玻璃板22、厚度为1~3mm 的背板玻璃27、以及在玻璃板22和背板玻璃27之间的厚度为3~15ym的CdTe层25。形 成CdTe层或透明导电膜时的加热温度在500°C以上,优选550°C以上,更优选580°C以上,进 一步优选600°C以上,特别优选620°C以上。玻璃板22优选由上述所述的本发明的太阳能 电池用玻璃基板构成的玻璃板。
[0108] CdTe太阳能电池21在玻璃板22上具有厚度为100~1000 nm的透明导电膜23。 形成CdTe层或透明导电膜时的加热温度在500°C以上,优选550°C以上,更优选580°C以上, 进一步优选600°C以上,特别优选620°C以上。
[0109] 作为透明导电膜23,可例举例如掺杂Sn的In2O3及掺杂F的In2O3等。在透明导电 膜23上具有厚度为50~300nm的缓冲层24 (例如CdS层),在该缓冲层24之上具有CdTe 层25。还有,在CdTe层25上具有100~1000 nm的背面电极26 (例如掺杂Cu的碳电极及 Mo电极等),在背面电极26上具有背板玻璃27。优选将背面电极26和背板玻璃27之间进 行树脂密封,或者用粘接用的树脂进行粘接。背板玻璃27可使用本发明的一种形态的玻璃 板。
[0110] 本实施方式中,CdTe层的端部或太阳能电池的端部可被密封。作为用于密封的材 料,例如可例举与本发明的一种形态的化合物太阳能电池用玻璃基板相同的材料、其他玻 璃材料、树脂等。另外,附图中示出的太阳能电池的各层的厚度不限定于附图的尺寸。
[0111] 实施例
[0112] 下面列举本发明的实施例和制造例,但本发明并不局限于这些实施例和制造例。
[0113] 表1示出本实施例中使用的4种(玻璃A~D)玻璃的组成。
[0114] [表 1]
[0115]

[0116] 按照表1中示出的玻璃A~D的组成来调配各成分的原料,相对于该玻璃100质 量份,将〇. 1质量份的以303换算计的硫酸盐添加到原料中,用铂坩锅在1600°C的温度下加 热3小时,进行熔化。熔化时,插入铂搅拌棒搅拌1小时,进行玻璃的均质化。接着,使熔融 玻璃流出,成形为板状后进行冷却。然后,研磨加工为30X30XL1mm,对30X30的两面进 行镜面加工、清洗,得到例1~16的玻璃板。
[0117] 玻璃中的SO3残留量为100~lOOOppm。
[0118] 然后,对于例1~5、例10~16的玻璃基板,模拟自上述浮法成形炉中的抽出和在 退火炉中的退火,在电炉内、在下述示出的SO2处理条件的任一条件下进行SO2处理后,从电 炉取出,冷却至室温。
[0119] 6〇2处理条件1)
[0120] 温度:600°C
[0121] SO2浓度:1. 3 体积 %
[0122] 处理时间:5分钟
[0123] 6〇2处理条件2)
[0124] 温度:640°C
[0125] SO2浓度:0? 1 体积 %
[0126] 处理时间:5分钟
[0127] 6〇2处理条件3)
[0128] 温度:670°C
[0129] SO2浓度:0? 02 体积 %
[0130] 处理时间:5分钟
[0131] 6〇2处理条件4)
[0132] 温度:640°C
[0133] SO2浓度:1. 3 体积 %
[0134] 处理时间:5分钟
[0135] 对于SO2处理后的玻璃基板,使含有氧化铈的浆料含在海绵中,用手擦拭基板,除 去硫酸盐。除去后,使用含中性清洗剂的海绵用手擦拭基板后,用流水冲洗1分钟。然后, 浸渍在室温的水中,进行5分钟的超声波清洗。仅实施例15的基板省略了采用氧化铈的清 洗,仅实施例16的基板省略了采用中性清洗剂的清洗。
[0136] 测定由此得到的玻璃基板的平均热膨胀系数a(单位:X107/°C)、玻璃化温度 (Tg)(单位:°C),将其示于表1。此外,测定玻璃基板表面和内部的Ba、Sr和Ca量、Na量、 K量、清洗后的表面的Ce残留量、脆度指标值、发电效率,将其示于下述表2和表3。下面, 示出各物性的测定方法和评价方法。
[0137] Tg:Tg是使用TMA测定的值,根据JISR3103-3(2001年度)算出。
[0138] 50~350°C的平均热膨胀系数a:使用差示热膨胀计(TM)进行测定,根据JIS R3102(1995年度)算出。
[0139] 玻璃基板表层和内部的Ba、Sr和Ca量、Na量、K量:
[0140] 利用X射线光电子能谱装置(阿夫巴克法伊公司(7y夕7 7彳社)制、ESCA5500),测定自玻璃基板表面到深度IOOnm为止、以及深度5000nm处的Ca、Sr、Ba的量、 以及深度30nm、5000nm处的Na量、K量(原子% )。自玻璃基板表面到IOOnm为止的研磨 通过利用C6。离子束进行溅射蚀刻来实施,自玻璃基板表面到5000nm为止的研磨通过用氧 化铈的水浆料研磨至4000nm后,用C6。离子束进行溅射蚀刻来实施。
[0141] 对于Na量、K量(原子% ),算出深度30nm处的量与深度5000nm处的量的比,分 别作为Na量比、K量比。此外,对于Ba、Sr和Ca量的总量(原子% ),算出深度5000nm处 的总量与深度IOOnm处的总量的差。
[0142] 清洗后的表面的Ce残留量:利用全反射荧光X射线测定装置测定清洗后的玻璃表 面的Ce残留量,测定每单位面积上的Ce残留量(n
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