專利名稱：可熔合成形的無鈉玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式一般涉及無鈉玻璃，更具體地涉及可熔合成形的無鈉玻璃，所述玻璃可用于光致變色、電致變色、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)照明或光伏應(yīng)用，例如薄膜光伏器件。
背景技術(shù)：
熔合成形法通?？梢灾频镁哂羞m用于許多電子用途的最優(yōu)表面和幾何特征的平板玻璃，例如電子應(yīng)用中的基板，例如LCD電視機(jī)的顯示器玻璃。在過去的10年中，康寧公司(Corning)的熔合玻璃產(chǎn)品包括1737F 、1737G 、 Eagle2000F 、EagleXG 、Jade 以及商品代號為 1317 和 2317 (Gorilla Glass )的玻璃。 通常認(rèn)為在熔體粘度約為200泊(ρ)的對應(yīng)溫度下會發(fā)生高效的熔融。這些玻璃在粘度為 200p時的溫度都超過了 1600°C，這樣的溫度會加快容器和電極的腐蝕，給澄清操作帶來更大的困難(因?yàn)槌吻迤鞯臏囟雀?，并且/或者導(dǎo)致鉬體系的壽命縮短，特別是在澄清器周圍。許多玻璃在粘度為3000泊時的溫度約高于1300°C，因?yàn)檫@是光學(xué)攪拌器常規(guī)的粘度，該粘度下的高溫會導(dǎo)致攪拌器過度磨損以及玻璃主體內(nèi)的鉬缺陷水平升高。上述玻璃中，有許多玻璃的傳輸溫度超過1200°C，這會促進(jìn)等壓槽(isopipe)耐火材料的蠕變，對于大板材尺寸尤其明顯。這些特點(diǎn)合在一起，限制了流動(因?yàn)槿垠w速率緩慢)，加快了設(shè)備的劣化，迫使人們在遠(yuǎn)不到產(chǎn)品壽命的時間里進(jìn)行重建，迫使人們?yōu)榱讼毕荻捎脽o法接受的(使用砷)、昂貴的(包封)或難度高的(真空澄清)方案，由此顯著地提高了制造玻璃的成本。在需要較厚、較廉價、性能不太極端的玻璃的應(yīng)用中，這些玻璃不僅大材小用，而且由于過于昂貴而難于制造。當(dāng)通過浮法制造競爭材料的時候，這一問題特別明顯，所述浮法是一種非常好的方法，可以制得具有常規(guī)性質(zhì)的低成本的玻璃。在對成本敏感的應(yīng)用，例如大面積光伏面板和OLED照明中，這種成本差異過大，使得LCD型玻璃的價格無法接受。為了降低該成本，優(yōu)選降低最大的整體成本因子(除了修整以外)，在這些因子中，許多涉及熔融和成形工藝采用的溫度。因此，人們需要熔融溫度低于上述玻璃的玻璃。另外，優(yōu)選有一種能夠用于低溫用途的玻璃，例如用于光伏用途和OLED照明用途。另外，優(yōu)選有一種加工溫度足夠低的玻璃，使得制造玻璃的時候無需過度消耗能量，節(jié)約能量正是這些用途的目標(biāo)。發(fā)明概述本文描述了可熔合成形、應(yīng)變點(diǎn)高、無鈉的硅酸鹽、鋁硅酸鹽和硼鋁硅酸鹽玻璃的組成范圍，所述玻璃可用于例如薄膜光伏應(yīng)用。更具體地，這些玻璃是用于二硒化銅銦鎵(CIGS)光伏組件(photovoltaic module)的優(yōu)選材料，在所述組件中，優(yōu)化電池效率所需 的鈉不能來自基板玻璃，而應(yīng)來源于單獨(dú)的由NaF之類的含鈉材料組成的沉積層。目前， CIGS組件基板通常用通過浮法制造的鈉鈣玻璃板制成。不過，使用應(yīng)變點(diǎn)更高的玻璃基板 可使CIGS能在更高的溫度下接受處理，這有望給電池效率帶來有利的改進(jìn)。此外，若熔合 成形的玻璃板的表面更加光滑，則可能產(chǎn)生額外的好處，如增強(qiáng)膜的粘合性等。因此，本文所述無鈉玻璃的特征在干，其應(yīng)變點(diǎn)彡540°C，例如彡560°C，從而提供 相對于鈉鈣玻璃的優(yōu)點(diǎn)，且/或其液相線粘度> 30000泊，使其可通過熔合法制造。為避 免基板與CIGS層之間的熱膨脹不匹配，本發(fā)明的玻璃的另ー個特征在干，其熱膨脹系數(shù)為 6. 5-10. 5ppm/°C。一個實(shí)施方式是ー種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，其包含35-75% 的 SiO2;0-15% 的 Al2O3;0-20% 的も03;3-30% 的 K2O;0-15% 的 MgO;0-10% 的 CaO;0-12% 的 SrO;0-40% 的 BaO;以及0-1% 的 SnO2,其中所述玻璃基本上不含Na20。在另ー個實(shí)施方式中，以重量百分?jǐn)?shù)表示，所述玻璃包含35-75% 的 SiO2;大于0%至 15% 的 Al2O3 ；大于0 %至20 %的も03 ；3-30% 的 K2O;大于0%至 15% 的 MgO ；大于0%至 10%的 CaO ；大于0%至 12% 的 SrO ；大于0%至40%的BaO ；以及大于0 %至 1 % 的 SnO2 ；其中所述玻璃基本上不含Na20。在另ー個實(shí)施方式中，以重量百分?jǐn)?shù)表示，所述玻璃包含39-75% 的 SiO2;2-13% 的 Al2O3;1-11% 的も03;3-30% 的 K2O;0-7% 的 MgO;0-10% 的 CaO;0-12% 的 SrO;0-40%的BaO ；以及
0-1%的 SnO2,
其中所述玻璃基本上不含Na20。 在另一個實(shí)施方式中，以重量百分?jǐn)?shù)表示，所述玻璃包含 50-70% 的 SiO2 ；
2-13%的 Al2O3 ；
1-11%的化03；
3-30%的 K2O ； 0-7% 的 MgO 0-7% 的 CaO
0-5%的 SrO
1-40%的BaO；以及 0-0. 3%的 SnO2,
其中所述玻璃基本上不含Na20。
另一個實(shí)施方式是一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，其主要由以下組分組成 35-75% 的 SiA ； 0-15% 的 Al2O3 ； 0-20% 的 ； 3-30 %的 K2O ； 0-15% 的 MgO 0-10% 的 CaO 0-12% 的 SrO 0-40%的BaO ；以及 0-1% 的 SnO2,
其中所述玻璃基本上不含Na20。 另一個實(shí)施方式是一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，其包含 45-75% 的 SiA ； 3-15% 的 Al2O3 ； 0-20% 的化03 ； 14-25 %的 K2O ； 0-15% 的 MgO 0-訓(xùn)的CaO 0-12% 的 SrO 0-40% 的 BaO
以及
0-1% 的 SnO2,
其中，所述玻璃基本上不含Na2O,所述玻璃可熔合成形，其應(yīng)變點(diǎn)等于或高于 5400C，熱膨脹系數(shù)等于或大于50xl0_7，T200小于1630°C，液相線粘度等于或大于150000泊。
在以下的詳細(xì)描述中給出了本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言由所述內(nèi)容而容易理解，或按文字描述和權(quán)利要求書實(shí)施本發(fā)明而被了解。應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都只是本發(fā)明的示例，用來提供理解要求保護(hù)的本發(fā)明的性質(zhì)和特性的總體評述或框架。發(fā)明詳述下面詳細(xì)說明本發(fā)明的各實(shí)施方式。在本文中，根據(jù)光伏電池的結(jié)構(gòu)，術(shù)語“基板”可以用來描述基板或者覆板 (superstrate)。例如，若所述基板在組裝到光伏電池中的時侯位于光伏電池的光入射側(cè)， 則所述基板是覆板。所述覆板可以為光伏材料提供保護(hù)，使其免受沖擊和環(huán)境降解，同時使太陽光譜中合適的波長的光能透射。另外，可以將多個光伏電池組裝成光伏組件。光伏器件可以表示電池、組件或同時包括此二者。在本文中，術(shù)語“相鄰的”可以定義為緊鄰。相鄰的結(jié)構(gòu)可以互相發(fā)生物理接觸， 也可以不發(fā)生物理接觸。相鄰的結(jié)構(gòu)可以包括設(shè)置在它們之間的其它的層和/或結(jié)構(gòu)。
以及
一個實(shí)施方式是一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，其包含 ；35-75% 的 SiA ； 0-15% 的 Al2O3 ； 0-20%的化03 ； 3-30 %的 K2O ； 0-15% 的 MgO 0-10% 的 CaO 0-12% 的 SrO 0-40% 的 BaO 0-1% 的 SnO2,
其中所述玻璃基本上不含Na20。 另一個實(shí)施方式是一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，其包含 45-75% 的 SiA ； 3-15% 的 Al2O3 ； 0-20%的化03 ； 14-25 %的 K2O ； 0-15% 的 MgO 0-10% 的 CaO 0-12% 的 SrO 0-40% 的 BaO
0086]
0087]
0088]
0089]
0090]
0091]
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0098]
0099]
0100] 0101] 0102]
0103]
0104]
0105]0-40% 的 BaO;以及
0106]0-1% 的 SnO2,
0107]其中，所述玻璃基本上不含Na2O,所述玻璃可熔合成形，其應(yīng)變點(diǎn)等于或高于 5400C，熱膨脹系數(shù)等于或大于50X10_7，T200小于1630°C，液相線粘度等于或大于150000泊。
0108]在另一個實(shí)施方式中，以重量百分?jǐn)?shù)表示，所述玻璃主要由以下組分組成
0109]45-75% 的 SiO2;
0110]3-15% 的 Al2O3;
0111]0-20%的化03;
14-25 %的 K2O;0-15% 的 MgO0-10% 的 CaO0-12% 的 SrO0-40% 的 BaO;以及0-1% 的 SnO2,其中，所述玻璃基本上不含Na2O,所述玻璃可熔合成形，其應(yīng)變點(diǎn)等于或高于 5400C，熱膨脹系數(shù)等于或大于50X10_7，T200小于1630°C，液相線粘度等于或大于150000泊。所述玻璃基本上不含Na2O,例如Nii2O的含量可等于或低于0. 05重量％，例如為0 重量％。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述玻璃不含故意加入的鈉。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃包含大于3 %的K2O,例如大于5 %的K2O,例如大于 10%的K20，例如大于12%的K20，例如大于13. 5%的K20，例如大于15%的1(20。由于所述玻璃基本上不含Na2O,在一些實(shí)施方式中，Na2O和K2O合起來的重量百分?jǐn)?shù)大于3%，例如大于5%，例如大于10%，例如大于12%，例如大于13. 5%，例如大于 15%。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃包含至少45 %的SiO2,例如至少50 %的SiO2,例如至少 60% 的 SiO2。在一個實(shí)施方式中，所述玻璃是可輥壓的。在一個實(shí)施方式中，所述玻璃是可下拉的。例如，所述玻璃可以狹縫拉制或熔合拉制。根據(jù)另一個實(shí)施方式，所述玻璃可以通過浮法成形。所述玻璃可進(jìn)一步包含等于或少于3重量％，例如0-3重量％，例如大于0重量％ 至 3 重量％，例如 1-3 重量％的 TiO2、MnO、SiO、Nb2O5、MoO3、Tei2O5、WO3、ZrO2 J2O3、Lei2O3、HfO2、 〇(10、31102、狗203丄602、48203、釙203、(1、81~，或其組合。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃基本不含 &02。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃基本不含&ι0。在一個實(shí)施方式中，所述玻璃包含等于或少于3重量％，例如0-3重量％，例如大于0重量％至3重量％，例如1-3重量％的1102。如上所述，根據(jù)一些實(shí)施方式，所述玻璃包含大于0重量％的化03，例如等于或大于1重量％，或者例如0-11重量％，例如大于0重量％至11重量％的化03，例如0. 5-11重量％的B2O3，例如1-11重量％的化03。相對于不含化03的玻璃，通過向玻璃中加入化03可以降低熔融溫度，降低液相線溫度，增大液相線粘度，改進(jìn)機(jī)械耐久性。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述玻璃基本不含化03。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃基本不含化03，并包含至少45%的SiO2，例如至少50%的SiO2，例如至少60%的SiO2。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述玻璃總共包含等于或少于30重量％的R0，RO中的R是選自Mg、Ca、Ba和Sr的堿土金屬，例如總共包含等于或少于20重量％的R0，例如總共包含等于或少于15重量％的R0，例如總共包含等于或少于13. 5重量％的R0。所述玻璃可包含例如0-15重量％，大于0重量％至15重量％，例如1_15重量％的 MgO。所述玻璃可包含例如0-7重量％，大于0重量％至7重量％，例如1-7重量％的MgO。 可以將MgO加入玻璃中，以降低熔融溫度和提高應(yīng)變點(diǎn)。相對于其它的堿土金屬(例如CaO、 SrO、BaO)，加入MgO會不利地降低CTE，因此，可以采取其它的調(diào)節(jié)措施將CTE保持在所需的范圍內(nèi)。合適的調(diào)節(jié)措施的例子包括增加SrO而減少CaO，增大堿金屬氧化物的濃度，用較大的堿金屬氧化物替換部分較小的堿金屬氧化物。根據(jù)另一個實(shí)施方式，所述玻璃基本不含BaO。例如，BaO的含量可以等于或小于 0. 05重量％，例如為0重量％。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃基本不含Sb203、As203或其組合，例如，所述玻璃包含等于或小于0. 05重量％的Sb2O3或As2O3或其組合。例如，所述玻璃可以包含0重量％的 Sb2O3或As2O3或其組合。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃包含0-10重量％的CaO，例如0_7重量％的CaO，例如大于0，例如1-10重量％的CaO，例如1-7重量％的CaO。相對于堿金屬氧化物或者SrO， CaO有助于提高應(yīng)變點(diǎn)、減小密度和降低熔融溫度。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃可包含0-12重量％的SrO，例如大于0重量％至12 重量％，例如1-12重量％的SrO，或者例如0-5重量％的SrO，例如大于0重量％至5重量％，例如1-5重量％的SrO。在某些實(shí)施方式中，所述玻璃不含有意配入的SrO，當(dāng)然，SrO 也可以作為其它批料中的污染組分包含在其中。SrO有助于提高熱膨脹系數(shù)，可以通過控制 SrO和CaO的相對比例來改進(jìn)液相線溫度，由此改進(jìn)液相線粘度。SrO不能像CaO或MgO那樣有效地改進(jìn)應(yīng)變點(diǎn)，用SrO代替此二者中的任一種都會使熔融溫度升高。堿金屬陽離子如K會使CTE急劇升高，但是也會降低應(yīng)變點(diǎn)，并且根據(jù)其加入方式，會使熔融溫度升高。對CTE影響最小的堿金屬氧化物是Li2O,影響最大的堿金屬氧化物
；^； CSgO ο另一個實(shí)施方式是一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，其主要由以下組分組成35-75% 的 SiO2;0-15% 的 Al2O3;0-20%的化03;3-30 %的 K2O;0-15% 的 MgO0-10% 的 CaO0-12% 的 SrO0-40% 的 BaO;以及0-1% 的 SnO2,其中所述玻璃基本上不含Na20。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述玻璃可以進(jìn)行下拉操作；也即是說，能夠采用下拉法使玻璃成形為板材，所述下拉法包括例如但不限于熔合拉制法和狹縫拉制法，這些方法是玻璃制造領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。這些下拉工藝被用于可離子交換的平板玻璃的大規(guī)模制造。所述熔融拉制法使用拉制容器，該拉制容器包括溝槽，用來接受熔融的玻璃原料。 這些溝槽沿著溝槽的長度，在溝槽兩側(cè)具有頂部開放的堰。當(dāng)在溝槽內(nèi)裝入熔融材料的時候，熔融的玻璃從堰上溢流。在重力的作用下，熔融玻璃從拉制容器的外表面流下。這些外表面向下和向內(nèi)延伸，使得它們在拉制容器下方的邊緣處結(jié)合。兩個流動玻璃的表面在此邊緣處結(jié)合并熔合起來，形成單獨(dú)的流動板材。所述熔合下拉法的優(yōu)點(diǎn)在于，由于從溝槽溢流的兩塊玻璃膜會熔合在一起，因此制得的玻璃板的任一外表面都沒有與設(shè)備的任意部件相接觸。因此，表面性質(zhì)不會受所述接觸的影響。
狹縫拉制法與熔合拉制法不同。在此方法中，將熔融的原料玻璃提供給拉制容器。 所述拉制容器的底部具有開放的狹縫，所述開放狹縫具有沿著狹縫的長度延伸的噴嘴。熔融的玻璃流過所述狹縫/噴嘴，以連續(xù)的板材的形式通過該狹縫/噴嘴下拉，并進(jìn)入退火區(qū)。相較于熔合拉制法，所述狹縫拉制法提供了更薄的板材，這是因?yàn)橥ㄟ^狹縫僅僅拉制了單個板材，而不是像熔合下拉法那樣形成了熔合在一起的兩個板材。為了能夠適應(yīng)下拉工藝，本文所述的玻璃具有高液相線粘度。在一個實(shí)施方式中， 所述玻璃的液相線粘度等于或大于50000泊，例如等于或大于150000泊，例如等于或大于 200000泊，例如等于或大于250000泊，例如等于或大于300000泊，例如等于或大于350000 泊，例如等于或大于400000泊，例如大于或等于500000泊。一些示例性玻璃的液相線粘度跟液相線溫度與軟化點(diǎn)之差密切相關(guān)。對于下拉法，一些示例性玻璃的液相線溫度-軟化點(diǎn)優(yōu)選小于約230°C，例如小于200°C。因此，在一個實(shí)施方式中，所述玻璃的應(yīng)變點(diǎn)等于或高于M0°C，例如等于或高于 550°C，例如等于或高于560°C，或者例如540°C _650°C。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃的熱膨脹系數(shù)等于或大于50xl0_7，例如等于或大于60xl0_7，例如等于或大于70xl0_7，例如等于或大于80x10〃。在一個實(shí)施方式中，所述玻璃的應(yīng)變點(diǎn)為50X 10_7至90X 10_7。在一個實(shí)施方式中，所述玻璃的熱膨脹系數(shù)等于或大于50X10—7，應(yīng)變點(diǎn)等于或高于M0°C。在一個實(shí)施方式中，所述玻璃的熱膨脹系數(shù)等于或大于50X10—7，應(yīng)變點(diǎn)等于或高于 560 0C ο根據(jù)一個實(shí)施方式，所述玻璃在包含一種或多種堿金屬離子鹽的鹽浴中進(jìn)行離子交換。所述玻璃可通過離子交換改變其機(jī)械性質(zhì)。例如，較小的堿金屬離子如鋰可在包含一種或多種較大的堿金屬離子如鉀、銣或銫的熔融鹽中進(jìn)行離子交換。若在充分低于應(yīng)變點(diǎn)的溫度下進(jìn)行足夠長的時間，則會形成擴(kuò)散分布，其中較大的堿金屬從鹽浴移動到玻璃表面，而較小的離子從玻璃內(nèi)部移動到鹽浴中。將樣品取出時，其表面將受到壓制，從而產(chǎn)生改進(jìn)的抗損韌性。在玻璃要處于惡劣環(huán)境條件的情況下，如光伏網(wǎng)遭受冰雹的情況下，這種韌性是有利的。玻璃中已存在的大堿金屬也可在鹽浴中交換成較小的堿金屬。若在接近應(yīng)變點(diǎn)的溫度下進(jìn)行此項(xiàng)操作，并且取出玻璃后重新將其表面快速加熱至高溫，然后快速冷卻，則玻璃表面將具有由熱回火帶來的良好壓縮應(yīng)力。這也能提供針對惡劣環(huán)境條件的保護(hù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白，任何單價陽離子，包括銅、銀、鉈等，都可用來交換玻璃中已經(jīng)存在的堿金屬，這些處理也能為最終用途提供具有潛在價值的特性，例如在照明應(yīng)用中引入顏色，或者引入具有升高的折射率的層，用于捕獲光。根據(jù)另一個實(shí)施方式，可以通過浮法形成玻璃領(lǐng)域已知的方式，通過浮法對玻璃成形。在一個實(shí)施方式中，所述玻璃是板材的形式。所述板材形式的玻璃可以進(jìn)行熱回火。在一個實(shí)施方式中，有機(jī)發(fā)光二極管器件包含板材形式的玻璃。根據(jù)一個實(shí)施方式，所述玻璃是透明的。在一個實(shí)施方式中，所述光伏器件包含板材形式的玻璃。所述光伏器件可以包含一塊以上的玻璃板，例如作為基板和/或覆板。在一個實(shí)施方式中，光伏器件包含作為基板和/或覆板的玻璃板、與基板相鄰的導(dǎo)電材料以及與導(dǎo)電材料相鄰的活性光伏介質(zhì)。在一個實(shí)施方式中，所述活性光伏介質(zhì)包含CIGS層。在一個實(shí)施方式中，所述活性光伏介質(zhì)包含碲化鎘(CdTe)層。在一個實(shí)施方式中，所述光伏器件包含功能層，所述功能層包含二硒化銅銦鎵或碲化鎘。在一個實(shí)施方式中，所述光伏器件中的功能層是二硒化銅銦鎵。在一個實(shí)施方式中，所述功能層是碲化鎘。根據(jù)一個實(shí)施方式，所述光伏器件還包含位于覆板或基板與功能層之間或者與覆板或基板和功能層相鄰的阻擋層。在一個實(shí)施方式中，所述光伏器件還包含位于覆板或基板與透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層之間或者與覆板或基板和透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層相鄰的阻擋層，其中TCO層位于功能層與阻擋層之間或者與功能層和阻擋層相鄰。TCO可存在于包含 CdTe功能層的光伏器件中。在一個實(shí)施方式中，阻擋層直接設(shè)置在玻璃上。在一個實(shí)施方式中，所述玻璃板是透明的。在一個實(shí)施方式中，所述作為基板和/ 或覆板的玻璃板是透明的。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述玻璃板的厚度等于或小于4. 0毫米，例如等于或小于3. 5 毫米，例如等于或小于3. 2毫米，例如等于或小于3. 0毫米，例如等于或小于2. 5毫米，例如等于或小于2. 0毫米，例如等于或小于1. 9毫米，例如等于或小于1. 8毫米，例如等于或小于1. 5毫米，例如等于或小于1. 1毫米，例如0. 5-2. 0毫米，例如0. 5-1. 1毫米，例如0. 7-1. 1 毫米。盡管這些是示例性的厚度，但是玻璃板的厚度可以包括0. 1毫米至最高達(dá)4. 0毫米 (包括4.0毫米)范圍內(nèi)任意包含小數(shù)位的數(shù)值。在一個實(shí)施方式中，電致變色器件包括板材形式的玻璃。所述電致變色器件可以是例如電致變色窗。在一個實(shí)施方式中，所述電致變色窗包含一塊或多塊玻璃板，如單格、 雙格或多格窗。因具有較高的應(yīng)變點(diǎn)，本發(fā)明的可熔合成形玻璃代表著用于CIGS光伏組件的占有優(yōu)勢的基材，因?yàn)樗鼈冊试S關(guān)鍵半導(dǎo)體層在更高的溫度下加工。當(dāng)用熔合法制造時，其相對于浮法玻璃的優(yōu)良表面質(zhì)量同樣進(jìn)一步改進(jìn)了光伏組件的制造工藝。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的特征在于超過400000泊的液相線粘度，從而能夠制造一些光伏組件制造商所需要的較厚的玻璃板。最后，本發(fā)明的最優(yōu)選的實(shí)施方式包括200泊的溫度低于1580°C的玻璃， 使得成本顯著降低的熔合/成形成為可能。
實(shí)施例下面是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式制造本發(fā)明的示例性玻璃樣品的實(shí)施例，如表 1所示。該組成對應(yīng)于表5所示的組成編號22。表 1.
權(quán)利要求
1.一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，所述玻璃包含 ；35-75% 的 SiA ；0-15% 的 Al2O3 ； 0-20% 的 ； 3-30% 的 K2O ； 0-15% 的 MgO ； 0-10% 的 CaO ； 0-12% 的 SrO ； 0-40%的BaO ；以及0-1%的 SnO2,其中所述玻璃基本上不含Na2O。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含大于0%的化03。
3.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃基本不含化03。
4.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含至少45%的Si02。
5.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含大于0%的1%0、010、31<)或其組合。
6.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，以重量百分?jǐn)?shù)表示，所述玻璃包含 35-75% 的 SiO2 ；大于0%至15%的Al2O3 ； 大于0%至20%的化03 ； 3-30% 的 K2O ； 大于0%至15%的MgO; 大于0%至10%的CaO ； 大于0%至12%的SrO ； 大于0%至40%的BaO;以及大于0%至的SnA ； 其中所述玻璃基本上不含Na2O。
7.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含 39-75% 的 SiA ；2-13%的 Al2O3 ；1-11%的化03；3-30%的 K2O ； 0-7% 的 MgO ； 0-10% 的 CaO ； 0-12% 的 SrO ； 0-40%的BaO ；以及 0-1% 的 SnO2,其中所述玻璃基本上不含Na2O。
8.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含50-70% 的 SiO2 ；2-13%的 Al2O3 ； 1-11%的化03 ；3-30%的 K2O ； 0-7% 的 MgO ； 0-7% 的 CaO ；0-5%的 SrO ；1-40%的BaO；以及 0-0. 3%的 SnO2,其中所述玻璃基本上不含Na20。
9.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃是板材的形式。
10.如權(quán)利要求9所述的玻璃，其特征在于，所述板材的厚度在0.5-3. 0毫米的范圍內(nèi)。
11.一種光伏器件，它包含權(quán)利要求1所述的玻璃。
12.如權(quán)利要求11所述的光伏器件，其特征在于，所述光伏器件包含與基板或覆板相鄰的功能層，所述功能層包含二硒化銅銦鎵或碲化鎘。
13.如權(quán)利要求12所述的光伏器件，其特征在于，所述光伏器件還包含位于所述覆板或基板與所述功能層之間的阻擋層。
14.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的應(yīng)變點(diǎn)等于或高于540°C。
15.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的熱膨脹系數(shù)等于或大于 50X10_7。
16.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的熱膨脹系數(shù)在50x10_7-90xl0_7 的范圍內(nèi)。
17.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的應(yīng)變點(diǎn)等于或高于560°C，并且熱膨脹系數(shù)等于或大于50 X 10_7。
18.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的液相線粘度等于或大于50000泊。
19.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的T2tltl低于1580°C，液相線粘度等于或大于400000泊。
20.如權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃可熔合成形，其應(yīng)變點(diǎn)等于或高于540°C，熱膨脹系數(shù)等于或大于50X10_7，T2tltl低于1630°C，液相線粘度等于或大于150000 泊。
21.一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，所述玻璃主要由以下組分組成 ；35-75% 的 SiA ；0-15% 的 Al2O3 ； 0-20% 的化03 ； 3-30% 的 K2O ； 0-15% 的 MgO ； 0-10% 的 CaO ； 0-12% 的 SrO ；0-40%的BaO ；以及 0-1% 的 SnO2,其中所述玻璃基本上不含Na20。
22.一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，它包含 45-75% 的 SiA ； 3-15% 的 Al2O3 ； 0-20% 的化03 ； 14-25% 的 K2O ； 0-15% 的 MgO 0-10% 的 CaO 0-12% 的 SrO 0-40%的BaO ；以及0-1% 的 SnO2,其中，所述玻璃基本上不含Na2O,所述玻璃可熔合成形，其應(yīng)變點(diǎn)等于或高于540°C，熱膨脹系數(shù)等于或大于50xl(T，T200小于W30°C，液相線粘度等于或大于150000泊。
23.一種玻璃，以重量百分?jǐn)?shù)表示，它包含 45-75% 的 SiA ；3-15% 的 Al2O3 ； 0-20% 的化03 ； 3-30% 的 K2O ； 0-15% 的 MgO ； 0-10% 的 CaO ； 0-12% 的 SrO ； 0-40%的BaO ；以及 0-1% 的 SnO2,其中，所述玻璃基本上不含Na2O,所述玻璃可熔合成形，其應(yīng)變點(diǎn)等于或高于540°C，熱膨脹系數(shù)等于或大于50X10_7，T200小于1630°C，液相線粘度等于或大于150000泊。
全文摘要
本文描述了可熔合成形、應(yīng)變點(diǎn)高、無鈉的硅酸鹽、鋁硅酸鹽和硼鋁硅酸鹽玻璃的組成范圍。所述玻璃可用作光伏器件的基板，例如薄膜光伏器件，如CIGS光伏器件的基板。這些玻璃的特征是其應(yīng)變點(diǎn)≥540℃，熱膨脹系數(shù)為6.5-10.5ppm/℃，液相線粘度超過50000泊。因此，它們理想地適合通過熔合法成形為板材。
文檔編號C03C3/091GK102574724SQ201080029246
公開日2012年7月11日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者B·G·艾特肯, J·E·小迪肯森, T·J·基克辛斯基 申請人:康寧股份有限公司