JP5998030B2 - 太陽電池用又はディスプレイ用ガラスとその製造方法 - Google Patents
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Description
、Al2O3:0〜5%、MgO:0〜10%、CaO:5〜15%、MgO+CaO:5〜15%、Na2O:10〜18%、K2O:0〜5%、Na2O+K2O:10〜20%、B2O3:0〜5%、その他微量成分:0〜1%。ここで、「その他微量成分」としては、Fe2O3に代表される着色成分、SO3に代表される清澄成分などが挙げられる。
SiO2+4HF+2NH4F→(NH4)2SiF6↓+2H2O (2)
SiO2+4HF+2NaF→Na2SiF6↓+2H2O (3)
オンと処理液に含まれるカリウムイオンとのイオン交換により実施される。このイオン交換を実施するための処理液としては、硝酸カリウムに代表されるカリウム塩の熔融塩を例示できる。すなわち、化学強化処理は、好ましくはカリウムイオンを含む熔融塩にガラス板を浸漬してカリウムイオンとガラス板に含まれるナトリウムイオンとのイオン交換により実施することができる。化学強化処理の条件、例えば熔融塩の温度及びガラス板の浸漬時間は、公知の条件から適宜選択すればよいが、例えば熔融塩の温度は380〜480℃、特に380〜460℃、ガラス板の浸漬時間は30分〜1440分である。化学強化処理は、薄いガラス板にも圧縮応力層を導入できる処理であって、薄いガラス板が用いられる太陽電池用又はディスプレイ用ガラスに実用的な強度を付与するための処理として適している。
測定波長域を380〜1100nmとして、島津製作所社製分光光度計「UV3100」を用いて測定した。
三鷹光器社製非接触三次元測定装置「NH−3N」を用いて測定及び解析を行い特定した。
上記非接触三次元測定装置を用いて得た表面粗さ曲線に基づいて、上述の算出方法に従って特定した。表面粗さ曲線は、主表面を長さ50μmにわたって走査して得たものである。
SEMを用いた観察結果から、上述の算出方法に従って特定した。ここで、径DT及び個数TNは、主表面上の1.2μm×0.9μmの領域を倍率10万倍で観察した結果に基づいて定めた。高さPVは、主表面近傍を倍率10万倍で断面観察して得たプロファイルから定めた。このプロファイルは、測定長さを0.5μmとして得たものである。
エッチングの対象とするガラス板としてフロート法により製造した厚さ1.1mmのソーダライムシリカガラス板(ヘイズ率Hz:0.05%、透過率T:89.1%)を、エッチング液として5質量%のフッ酸(フッ化水素酸)及び20質量%のフッ化カリウムを含む水溶液をそれぞれ準備した。エッチング液を30℃に保持し、このエッチング液にガラス板を30秒間浸漬して、エッチング処理を実施した。エッチング処理の間、ガラス板は静置し、エッチング液の撹拌も実施しなかった。次いで、エッチング液から取り出したガラス板を5質量%の硫酸に浸漬し、付着した珪フッ化カリウムを除去する洗浄処理をした。洗浄処理の間、ガラス板は硫酸中で揺動させた。さらに、硫酸から取り出したガラス板を水洗し、両主表面に表面凹凸が形成されたガラス板を得た。このガラス板のヘイズ率Hzは32.4%、透過率Tは89.8%(ΔT1:0.7%)であった。
エッチング処理の時間を2分間とした以外は参照例1と同様にして、表面凹凸が形成され、化学強化されたガラス板を得た。実施例1において、エッチング処理及び洗浄処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは72.6%、透過率Tは90.9%(ΔT1:1.8%)であった。また、実施例1において化学強化処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは73.6%、透過率Tは90.4%(ΔT2:1.3%)であった。
エッチング液におけるフッ酸の濃度を1.2%、フッ化カリウムの濃度を11.6%とした以外は実施例1と同様にして、表面凹凸が形成され、化学強化されたガラス板を得た。参照例2において、エッチング処理及び洗浄処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは30.8%、透過率Tは90.2%(ΔT1:1.1%)であった。また、参照例2において化学強化処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは31.8%、透過率Tは89.7%(ΔT2:0.6%)であった。
エッチング液におけるフッ化カリウムの濃度を40%とした以外は実施例1と同様にして、化学強化されたガラス板を得た。比較例1において、エッチング処理及び洗浄処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは0.05%、透過率Tは89.1%(ΔT1:0.7%)であった。また、比較例1において化学強化処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは0.05%、透過率Tは88.9%(ΔT2:−0.2%)であった。
エッチング処理、洗浄処理及び化学強化処理を実施する前のガラス板(フロート法により製造した厚さ1.1mmの未処理のソーダライムシリカガラス板)をそのまま参照例3とした。
エッチング処理及び洗浄処理を実施しないことを除いては参照例1と同様にして化学強化されたガラス板を得た。
エッチング液におけるフッ酸の濃度を5%、フッ化カリウムの濃度を5%、エッチング処理の時間を10分間とした以外は参照例1と同様にして、表面凹凸が形成され、化学強化されたガラス板を得た。実施例2において、エッチング処理及び洗浄処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは83.8%、透過率Tは90.6%(ΔT1:1.5%)であった。また、実施例2において化学強化処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは85.0%、透過率Tは90.4%(ΔT2:1.3%)であった。
エッチング液におけるフッ酸の濃度を5%、フッ化カリウムの濃度を10%、エッチング処理の時間を10分間とした以外は参照例1と同様にして、表面凹凸が形成され、化学強化されたガラス板を得た。実施例3において、エッチング処理及び洗浄処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは74.3%、透過率Tは90.8%(ΔT1:1.7%)であった。また、実施例3において化学強化処理をした後のガラス板のヘイズ率Hzは76.0%、透過率Tは90.6%(ΔT2:1.5%)であった。
参照例1と同様にして得た2枚のガラス板(681mm×979mm)を準備した。このガラス板の一方の表面上に樹脂製中間膜(エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA))を置き、さらにこの中間膜の上にリード線で連結したシリコン製太陽電池セルを均等に配置した。次いで、この太陽電池セルの上に上記樹脂製中間膜を置き、さらにこの中間膜の上に上記ガラス板の他方を置いた。なお、中間膜に接するガラス板の表面は予めエタノールで拭いておいた。こうして得た積層体を、テープを用いてその周囲を仮止めした後に真空引きしながら加熱して一体化し、引き続き、泡抜き等のために160℃に保持して、合わせガラスを作製した。冷却後、テープを外してからホットメルトブチルを内部に充填したアルミ枠を合わせガラスの四周の端部に嵌め込み、アルミ枠をビス止めして、太陽電池セルの間から光が透過する透光性の太陽電池モジュールを得た。この太陽電池モジュールについて、IEC61215「10.16 Mechanical load test」に規定されている耐荷重試験を実施したところ、ガラス破損及び出力低下のいずれもが観察されず試験に合格したことが確認できた。
10 (太陽電池用又はディスプレイ用)カバーガラス
11,12 主表面
20 長周期凹凸
21,31 凸部
22,32 凹部
23 山腹部
24 峰部
25 頂部
30 短周期凹凸
40 中心線
41,42 山部
Claims (6)
- 厚さが0.1mm〜1.5mmであって酸化珪素を含むガラス板を備え、
前記ガラス板の表面が、エッチング処理を受けて凹凸を有するとともに、化学強化処理を受けて圧縮応力層を有し、
前記凹凸による入射光の散乱により、前記凹凸が形成された表面に入射する波長域380nm〜1100nmの入射光についてのヘイズ率が60%以上であり、
前記凹凸が形成された表面に入射する波長域380nm〜1100nmの入射光についての透過率が、前記凹凸及び前記圧縮応力層を有しないことを除いては前記ガラス板と同一であるガラス板の表面に入射する前記波長域の入射光についての透過率よりも、1.0%以上高い、
太陽電池用又はディスプレイ用ガラス。 - 請求項1に記載の太陽電池用又はディスプレイ用ガラスを製造する方法であって、
厚さが0.1mm〜1.5mmであって酸化珪素を含むガラス板の表面に、フッ酸とフッ化物塩とを含むエッチング液を接触させることにより、珪フッ化物塩を前記表面に析出させながら、前記表面を浸食して当該表面に凹凸を付与するエッチング工程と、
前記ガラス板の表面に付着した前記珪フッ化物塩を除去する付着物除去工程と、
前記付着物除去工程の後に実施される、前記ガラス板を化学強化処理する強化工程と、
を具備し、
前記エッチング工程において、前記強化工程を実施した後の前記表面に入射する波長域380nm〜1100nmの入射光についてのヘイズ率が60%以上となり、前記強化工程を実施した後の前記表面に入射する前記波長域の入射光についての透過率が前記エッチング工程を実施する前の前記表面に入射する前記波長域の入射光についての透過率より1.0%以上高くなるように、前記表面に前記凹凸を発達させる、太陽電池用又はディスプレイ用ガラスの製造方法。 - 前記付着物除去工程において、酸性の洗浄液を用いて前記ガラス板の前記表面を洗浄することにより前記珪フッ化物塩を除去する、請求項2に記載の太陽電池用又はディスプレイ用ガラスの製造方法。
- 前記付着物除去工程において、前記珪フッ化物塩の実質的にすべてを除去する、請求項2又は3に記載の太陽電池用又はディスプレイ用ガラスの製造方法。
- 前記フッ化物塩が、フッ化カリウム、フッ化アンモニウム及びフッ化ナトリウムから選ばれる少なくとも1種である、請求項2〜4のいずれかに記載の太陽電池用カバーガラス又はディスプレイ用ガラスの製造方法。
- 前記強化工程において、カリウムイオンを含む熔融塩に前記ガラス板を浸漬して前記カリウムイオンと当該ガラス板に含まれるナトリウムイオンとのイオン交換により前記ガラス板の表面に圧縮応力層を形成する、請求項2〜5のいずれかに記載の太陽電池用又はディスプレイ用ガラスの製造方法。
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