CN105502927A - 一种薄膜太阳能电池用玻璃基板 - Google Patents

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王芸
崔介东
曹欣
石丽芬
单传丽
高强
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

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Abstract

本发明公开一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，所述玻璃基板的玻璃组分按质量百分比包括62.5～64%的SiO2、4～4.8%的Al2O3、1～4%的ZrO2、11～15%的Na2O、1～4%的K2O、1～2%的MgO、8～9.%的CaO、1～2%的SrO与0.1～0.3%的SnO；将上述玻璃组分在硅钼炉中熔制，再通过铁板浇铸成型法浇铸成型，之后经退火、切割与抛光工序即得到玻璃基板；本发明调整了Al2O3的含量，同时引入ZrO2提高玻璃应变点；另外提高Na2O与K2O的含量有利于玻璃的熔化；由于玻璃基板应变点的增加，薄膜太阳能电池高温制程时，玻璃基板热变形小，增强了玻璃与膜层的结合强度，减少了由于玻璃形变带给膜层的质量缺陷，满足铜铟镓硒与碲化镉薄膜太阳能电池的生产要求。

Description

一种薄膜太阳能电池用玻璃基板
技术领域
本发明涉及特种玻璃制造技术领域，具体是一种薄膜太阳能电池用玻璃基板。
背景技术
目前薄膜太阳能电池玻璃基板主要以使用钠钙硅酸盐玻璃为主，其制备技术成熟，制造成本低，但随着薄膜太阳能电池的实验室研究与产业化进程的推进，铜铟镓硒薄膜太阳能电池与碲化镉薄膜太阳能电池的高效化逐渐居于薄膜太阳能电池领域的主导地位，其制程温度最高大约为550℃，这对于应变点约510℃的传统钠钙硅酸盐玻璃来说，必然会在太阳能电池器件制程工序中造成玻璃的形变与翘曲，进而影响膜层的质量，从而使整个太阳能电池器件性能指标下降，限制了薄膜太阳能电池光电转换效率的进一步提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，该玻璃基板的应变点温度能够满足铜铟镓硒与碲化镉薄膜太阳能电池制程温度，并且热膨胀系数与太阳能电池膜层材料的热膨胀性能相匹配，满足铜铟镓硒与碲化镉薄膜太阳能电池的生产要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，所述玻璃基板的玻璃组分按质量百分比包括62.5～64%的SiO2、4～4.8%的Al2O3、1～4%的ZrO2、11～15%的Na2O、1～4%的K2O、1～2%的MgO、8～9.%的CaO、1～2%的SrO与0.1～0.3%的SnO；
将上述玻璃组分在硅钼炉中熔制，再通过铁板浇铸成型法浇铸成型，之后经退火、切割与抛光工序即得到玻璃基板。
进一步的，所述Al2O3与ZrO2合起来占玻璃组分总质量的7～8%。
本发明的有益效果是，与普通钠钙硅玻璃相比，本发明调整了Al2O3的含量，同时引入ZrO2，ZrO2取代部分Al2O3后能够提高玻璃应变点；另外，由于ZrO2对增加玻璃液的粘度比Al2O3要大，所以提高Na2O与K2O的含量有利于玻璃的熔化；在本发明的配比下玻璃基板在实现提高耐热性与机械强度的同时，也可达到易于熔化的目的，由于玻璃基板应变点的增加，薄膜太阳能电池高温制程时，玻璃基板热变形小，增强了玻璃与膜层的结合强度，减少了由于玻璃形变带给膜层的质量缺陷，满足铜铟镓硒与碲化镉薄膜太阳能电池的生产要求。
具体实施方式
实施例一
本发明提供一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，将384.8g的SiO2、24.1g的Al2O3、12g的ZrO2、145g的Na2O、35.6g的K2O、12.1g的MgO、92g的CaO、11.2g的SrO以及1.2g的SnO作为玻璃配合料，于1650℃在高温硅钼炉中熔制，再通过铁板浇铸成型法浇铸成型，之后经退火、切割与抛光工序即得到玻璃基板。经测试，所得到玻璃基板的应变点为580.7℃，热膨胀系数为α(20～300℃)：87.0E-7/℃。
实施例二
本发明提供一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，将375.8g的SiO2、27.2g的Al2O3、18g的ZrO2、145g的Na2O、35.6g的K2O、12.1g的MgO、92g的CaO、11.2g的SrO以及1.2g的SnO作为玻璃配合料，于1650℃在高温硅钼炉中熔制，再通过铁板浇铸成型法浇铸成型，之后经退火、切割与抛光工序即得到玻璃基板。经测试，所得到玻璃基板的应变点为585.3℃，热膨胀系数为α(20～300℃)：87.3E-7/℃。
实施例三
本发明提供一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，将375.8g的SiO2、29g的Al2O3、24g的ZrO2、145g的Na2O、31.2g的K2O、9.1g的MgO、88.8g的CaO、11.2g的SrO以及1.2g的SnO作为玻璃配合料，于1650℃在高温硅钼炉中熔制，再通过铁板浇铸成型法浇铸成型，之后经退火、切割与抛光工序即得到玻璃基板。经测试，所得到玻璃基板的应变点为587.2℃，热膨胀系数为α(20～300℃)：85.1E-7/℃。
本发明所提供的一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，其应变点均>580℃，热膨胀系数为α(20~300℃)：80～90E-7/℃，热力学性能指标实现了应变点高于570℃的目标，也即要高于太阳能电池制程温度的20℃以上，由于玻璃基板应变点的增加，薄膜太阳能电池高温制程时，玻璃基板热变形小，增强了玻璃与膜层的结合强度，减少了由于玻璃形变带给膜层的质量缺陷，满足铜铟镓硒与碲化镉薄膜太阳能电池的生产要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板的玻璃组分按质量百分比包括62.5～64%的SiO2、4～4.8%的Al2O3、1～4%的ZrO2、11～15%的Na2O、1～4%的K2O、1～2%的MgO、8～9.%的CaO、1～2%的SrO与0.1～0.3%的SnO；
将上述玻璃组分在硅钼炉中熔制，再通过铁板浇铸成型法浇铸成型，之后经退火、切割与抛光工序即得到玻璃基板。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜太阳能电池用玻璃基板，其特征在于，所述Al2O3与ZrO2合起来占玻璃组分总质量的7～8%。
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