本发明专利技术的CIGS太阳能电池用玻璃基板通过硒化法制作。玻璃基板表层与内部的Ca+Sr+Ba之比为0.7以下。玻璃基板表面与内部的Na2O含量比为0.4～1.1。玻璃基板表层的Na在热处理前后的比为1.1以上。在距离玻璃基板表面的深度5000nm以上，以基于下述氧化物的质量百分率计含有50～72％的SiO2、1～15％的Al2O3、0～10％的MgO、0.1～11％的CaO、0～13％的SrO、0～11％的BaO、1～11％的Na2O、2～21％的K2O、0～10.5％的ZrO2、4～25％的MgO+CaO+SrO+BaO、2～23％的CaO+SrO+BaO、8～22％的Na2O+K2O，且Na2O/(CaO+SrO+BaO)≤1.2。玻璃基板的玻璃化转变温度为580℃以上、平均热膨胀系数为70×10-7～100×10-7/℃。该玻璃基板能够兼顾高发电效率和高玻璃化转变温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板及使用该玻璃基板的太阳能电池
本专利技术涉及在玻璃板之间形成有光电转换层的太阳能电池用玻璃基板及使用该玻璃基板的太阳能电池。更详细而言，涉及典型地具有玻璃基板和保护玻璃作为玻璃板且在玻璃基板与保护玻璃之间通过硒化法形成有以11族、13族、16族元素为主要成分的光电转换层的至少一部分的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板及使用该玻璃基板的太阳能电池。
技术介绍
具有黄铜矿晶体结构的11-13族、11-16族化合物半导体、立方晶系或六方晶系的12-16族化合物半导体对于从可见到近红外的波长范围的光具有大的吸收系数。因此，被期待作为高效率薄膜太阳能电池的材料。作为代表性例子，可举出:CU(In，Ga)Se2(以下也记作 “ CIGS ” 或 “ Cu-1n-Ga-Se ” )、CdTe。 对于CIGS薄膜太阳能电池而言，从廉价且热膨胀系数与CIGS化合物半导体的热膨胀系数接近的观点出发，钠钙玻璃作为基板使用，得到太阳能电池。 另外，为了得到效率良好的太阳能电池，也提出了能够耐受高温的热处理温度的玻璃材料(参考专利文献I)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开平11-135819号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 在玻璃基板上形成有CIGS光电转换层(以下也称为“CIGS层”)。如专利文献I所公开的那样，为了制作发电效率良好的太阳能电池，优选更高温度下的热处理，要求玻璃基板能够耐受高温的热处理。专利文献I中提出了退火点较高的玻璃组合物，但不能说专利文献I中记载的专利技术具有高发电效率。 本专利技术人发现，通过以规定范围增加玻璃基板的碱，能够使发电效率增高，但存在碱的增量导致玻璃化转变温度(Tg)降低的问题。 可见，对于CIGS太阳能电池中使用的玻璃基板而言，存在难以兼顾高发电效率和高玻璃化转变温度的问题。 本专利技术的目的在于提供特别兼顾高发电效率和高玻璃化转变温度的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板。 用于解决问题的手段 本专利技术的主旨在于以下构成。 (I) 一种通过硒化法制作的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板，其中， 距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的Ca、Sr和Ba的平均总量(原子％ )与距离玻璃基板表面的深度为5000nm处的Ca、Sr和Ba的总量(原子％ )之比为0.7以下， 通过利用荧光X射线从玻璃基板表面测定的Na2O含量(质量％ )与利用荧光X射线从自玻璃基板表面起除去5000nm的玻璃后的面测定的Na2O含量(质量％)之比为0.4~1.1， 距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的平均Na量(原子％ )在N2气氛下、600°C、1小时的热处理前后的比为1.1以上， 在距离玻璃基板表面的深度5000nm以上，以基于下述氧化物的质量百分率计含有 50 ~72 % 的 Si02、l ~15 % 的 A1203、0 ~10 % 的 Mg0、0.1 ~11 % 的 Ca0、0 ~13 % 的 Sr0、0 ~11 % 的 Ba0、l ~11 % 的 Na20、2 ~21 % 的 K20、0 ~10.5 % 的 Zr02、4 ~25 % 的 MgO+CaO+SrO+BaO、2 ~23 % 的 CaO+SrO+BaO、8 ~22 % 的 Na20+K20，且 Na2O/(Ca0+Sr0+Ba0)≤ L 2， 所述玻璃基板的玻璃化转变温度为580°C以上、平均热膨胀系数为70X 10_7以上且 100X 1-7/°c 以下。 (2)如上述(I)所述的通过硒化法制作的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板，其中， 所述距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的Ca、Sr和Ba的平均总量(原子％ )与距离玻璃基板表面的深度为5000nm处的Ca、Sr和Ba的总量(原子％ )之比为0.5以下， 所述利用荧光X射线从玻璃基板表面测定的Na2O含量(质量％ )与利用荧光X射线从自玻璃基板表面起除去5000nm的玻璃后的面测定的Na2O含量(质量％)之比为0.5~0.87， 所述距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的平均Na量(原子％ )在N2气氛下、600°C、1小时的热处理前后的比为1.5以上， 在距离玻璃基板表面的深度5000nm以上，以基于下述氧化物的质量百分率计含有 0.5 ~9%的 Zr02、2.5 ~19%的 Ca0+Sr0+Ba0、0 ~16%的 Sr0+Ba0。 (3)如上述(I)或⑵所述的通过硒化法制作的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板，其中， 所述距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的Ca、Sr和Ba的平均总量(原子％ )与距离玻璃基板表面的深度为5000nm处的Ca、Sr和Ba的总量(原子％ )之比为0.35以下， 所述利用荧光X射线从玻璃基板表面测定的Na2O含量(质量％ )与利用荧光X射线从自玻璃基板表面起除去5000nm的玻璃后的面测定的Na2O含量(质量％ )之比为0.6~ 0.84, 所述距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的平均Na量(原子％ )在N2气氛下、600°C、1小时的热处理前后的比为2.0以上， 在距离玻璃基板表面的深度5000nm以上，以基于下述氧化物的质量百分率计含有 3 ~15%的 Ca0+Sr0+Ba0、O ~8%的 Sr0+Ba0。 (4) 一种太阳能电池，其具有玻璃基板、保护玻璃、配置于所述玻璃基板与所述保护玻璃之间的通过硒化法制作的Cu-1n-Ga-Se的光电转换层， 所述玻璃基板和所述保护玻璃中至少所述玻璃基板为上述(I)~(3)中任一项所述的通过硒化法制作的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板。 专利技术效果 本专利技术的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板能够兼顾高发电效率和高玻璃化转变温度。通过使用本专利技术的CIGS太阳能电池用玻璃基板，能够提供低成本且高效率的太阳能电池。 【附图说明】 图1是示意性地表示本专利技术的太阳能电池的实施方式的一例的剖视图。 图2A表示实施例中在评价用玻璃基板上制作的太阳能电池单元。 图2B表示沿图2A所示的太阳能电池单元的A_A’线的剖视图。 图3表示排列有8个图2A所示的太阳能电池单元的、评价用玻璃基板上的评价用CIGS太阳能电池。 【具体实施方式】 以下，对本专利技术的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板进行说明。 本专利技术的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板为通过硒化法制作的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板，其中，距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的Ca、Sr和Ba的平均总量(原子％)(以下也称为“玻璃基板表层的Ca+Sr+Ba的量”)与距离玻璃基板表面的深度为5000nm处的Ca、Sr和Ba的总量(原子％ )(以下也称为“玻璃基板内部的Ca+Sr+Ba的量”)之比(以下也称为“玻璃基板表层与内部的Ca+Sr+Ba之比”)为0.7以下，利用荧光X射线从玻璃基板表面测定的Na2O含量(质量％ )(以下也称为“玻璃基板表面的Na2O含量(质量％)”)与利用荧光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过硒化法制作的Cu‑In‑Ga‑Se太阳能电池用玻璃基板，其中，距离玻璃基板表面的深度为10～40nm之间的Ca、Sr和Ba的平均总量(原子％)与距离玻璃基板表面的深度为5000nm处的Ca、Sr和Ba的总量(原子％)之比为0.7以下，利用荧光X射线从玻璃基板表面测定的Na2O含量(质量％)与利用荧光X射线从自玻璃基板表面起除去5000nm的玻璃后的面测定的Na2O含量(质量％)之比为0.4～1.1，距离玻璃基板表面的深度为10～40nm之间的平均Na量(原子％)在N2气氛下、600℃、1小时的热处理前后的比为1.1以上，在距离玻璃基板表面的深度5000nm以上，以基于下述氧化物的质量百分率计含有50～72％的SiO2、1～15％的Al2O3、0～10％的MgO、0.1～11％的CaO、0～13％的SrO、0～11％的BaO、1～11％的Na2O、2～21％的K2O、0～10.5％的ZrO2、4～25％的MgO+CaO+SrO+BaO、2～23％的CaO+SrO+BaO、8～22％的Na2O+K2O，且Na2O/(CaO+SrO+BaO)≤1.2，所述玻璃基板的玻璃化转变温度为580℃以上、平均热膨胀系数为70×10‑7～100×10‑7/℃。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.25 JP 2012-0128751.一种通过硒化法制作的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板，其中，距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的Ca、Sr和Ba的平均总量(原子％ )与距离玻璃基板表面的深度为5000nm处的Ca、Sr和Ba的总量(原子％ )之比为0.7以下，利用荧光X射线从玻璃基板表面测定的Na2O含量(质量％)与利用荧光X射线从自玻璃基板表面起除去5000nm的玻璃后的面测定的Na2O含量(质量％ )之比为0.4~1.1，距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的平均Na量(原子％ )在N2气氛下、600°C、1小时的热处理前后的比为1.1以上， 在距离玻璃基板表面的深度5000nm以上，以基于下述氧化物的质量百分率计含有 50 ~72 % 的 Si02、l ~15 % 的 A1203、0 ~10 % 的 Mg0、0.1 ~11 % 的 Ca0、0 ~13 %的 Sr0、0 ~11 % 的 Ba0、l ~11 % 的 Na20、2 ~21 % 的 K20、0 ~10.5 % 的 Zr02、4 ~25 % 的 MgO+CaO+SrO+BaO、2 ~23 % 的 Ca0+Sr0+Ba0、8 ~22 % 的 Na20+K20，且 Na2O/(CaO+SrO+BaO)≤ L 2， 所述玻璃基板的玻璃化转变温度为580°C以上、平均热膨胀系数为70X10_7~100Χ10-7/。。。2.如权利要求1所述的通过硒化法制作的Cu-1n-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板，其中， 所述距离玻璃基板表面的深度为10~40nm之间的Ca、Sr和Ba的平均总量(原子％ )与距离玻璃基板表面的深度为5000nm处的Ca、Sr和Ba的总量(原子...
【专利技术属性】
技术研发人员：黑岩裕，中岛哲也，山本雄一，安部朋美，冈东健，臼井玲大，富泽刚，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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