[發明專利]一種微晶硅太陽能電池基板用高應變點玻璃板材

有效

• 申請號: 201210577410.3
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103011586A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 田瑞平;姜宏;呂皓;趙會峰;周莉;馮秀勞;潘國治;賴新宇
• 申請（專利權）人: 海南中航特玻材料有限公司
• 主分類號: C03C3/095
• 分類號: C03C3/095
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 盧洪方

技術領域

本發明屬于特種玻璃生產制造技術領域，主要涉及一種微晶硅太陽能電池基板用高應變點玻璃板材。

背景技術

微晶硅太陽能電池在具備非晶硅太陽能電池優點的同時，從技術上由于能更好的吸收太陽能光譜中的近紅外波長，使得轉換效率在非晶硅太陽能電池的基礎上增加了50%。

微晶硅太陽能電池利用玻璃作為薄膜襯底時，玻璃具有一定的機械強度和熱穩定性、無污染、成本低廉；同時還可以通過表面處理減少光的反射，增加光的透過率；但其最大的缺點是由于受玻璃軟化溫度的限制，薄膜的沉積溫度以及相關的后續處理溫度都不能太高；普通玻璃的應變點溫度約為460℃至510℃，當玻璃加熱到應變點溫度以上時，冷卻后的收縮形變將十分劇烈，并且難以把握其規律，不能滿足微晶硅太陽能電池背板≧560℃的較高制作溫度。而一般來說，溫度越高，所制得的薄膜材料越好(或缺陷密度越低)。

玻璃主要由玻璃網絡形成體、網絡外體氧化物和中間體氧化物等結構組成；各種玻璃組份直接影響到玻璃體的高溫粘度、玻璃的應變點、作業溫度、反應產物的擴散以及隨后的澄清、均化過程等，為了能滿足微晶硅太陽能電池背板≧560℃的較高制作溫度，需要對玻璃組份進行調整。

發明內容

本發明提供一種微晶硅太陽能電池基板用高應變點玻璃板材，使其在普通鈉鈣硅玻璃成分的基礎上根據玻璃組份對玻璃性能的影響，進行玻璃組份設計，使其滿足微晶硅太陽能電池基板的生產。

本發明為完成上述目的采用如下技術方案：

一種微晶硅太陽能電池基板用高應變點玻璃板材，所述高應變點玻璃板材的玻璃組份及重量百分比為：SiO_2??56～62%，Al₂O₃??5～9%，Na₂O?6～10%，K₂O?5～10%，MgO??2～3%，CaO?7～10%?，Fe₂O_3??0～0.02%，CeO2?0.1～0.3%?，BaO?1～6%，?SrO?2～6%?，SO₃?0～0.3%。

為了解決玻璃襯底要求溫度不能太高而材料又要求溫度越高越好這一矛盾；該高應變點玻璃板材，不但具有較好的熱學性能，有較高的應變點，應變點的溫度≧560℃；同時在膨脹系數上也能與所用漿料相匹配，即所述高應變點玻璃板材的熱膨脹系數α_20～400℃為75×10^-7～90×10^-7。

一般浮法玻璃生產的鈉鈣硅玻璃組份及質量百分比為：?SiO_2?71.5～72.5%，Na₂O+?K₂O?13.5～14%，CaO?8.0～9.0?%，MgO?3.5～4.0%，Al₂O₃?0.2～1.8%，Fe₂O₃?0.10～0.15%，SO₃?0～0.3%。?

與一般的浮法玻璃生產的玻璃組份相比，在保證網絡形成體足夠的條件下適當的減少了SiO₂的含量，SiO₂的含量過多時，玻璃的熔融、成型困難，熱膨脹系數過小，周邊材料和熱膨脹系數匹配困難。另一方面，SiO₂的含量過少時，玻璃化困難，玻璃的熱膨脹系數變大，玻璃的耐熱沖擊性降低，玻璃的化學穩定性差。因此本發明中SiO₂含量定為56～62%。

本發明提高了Al₂O₃的含量，Al₂O₃對增加玻璃液粘度的影響比SiO₂大；采用Al₂O₃取代部分SiO₂后，應變點提高，同時Al₂O₃在玻璃中能提高玻璃的化學穩定性，增加機械強度，并能降低玻璃的析晶傾向。Al₂O₃還能降低玻璃的熱膨脹系數，提高玻璃的熱穩定性；但Al₂O₃含量高時，生產玻璃時原料難熔、玻璃粘度大而成型困難。因此Al₂O₃含量定為5～9%。