包含氧化硅和钠的可熔合成形玻璃制造技术

本文描述了含钠的铝硅酸盐和硼铝硅酸盐玻璃。所述玻璃可用作光伏器件的基板或覆板，例如薄膜光伏器件，如CIGS光伏器件的基板或覆板。这些玻璃的特征是其应变点≥535℃，例如≥570℃，热膨胀系数为8-9ppm/℃，液相线粘度超过50000泊。因此，它们理想地适合通过熔合法成形为板材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式一般涉及含钠玻璃，更具体地涉及包含氧化硅和钠的可熔合成形玻璃，所述玻璃可用于光致变色、电致变色、有机发光二极管(OLED)照明或光伏应用，例如薄膜光伏器件。
技术介绍
近来，人们对薄膜光伏器件提供的更高效率十分关注，受此驱动，人们大力开发适合此新兴市场需求的新型玻璃基板和覆板(superstrate)。薄膜光伏器件的制造エ艺通常要求基板能够在升高的温度下处理很长的时间而不发生翘曲，这使玻璃特别适合这些应用。另外，ー些薄膜光伏器件的エ艺(如CIGS)需要钠从玻璃扩散到沉积层，使得含钠玻璃更加适合特定的应用。现有的玻璃(如钠钙玻璃或显示器玻璃组合物)过去在本领域常常显示出极高的效率，但使用为其它应用设计的任何玻璃时，就会遇到问题。例如，钠钙玻璃可提供廉价、易得的含钠基板，但其低应变点严重妨碍它在温度更高的エ艺中的应用，无法使薄膜光伏器件エ艺达到其最高效率。使用为显示应用设计的玻璃满足了高应变点的要求，但这些玻璃的热膨胀系数(CTE)往往太低，因其CTE与光伏薄膜不匹配而无法可靠地制造大光伏面板。另外，为显示应用设计的许多玻璃特意不含碱金属，使它们更不适合用于那些需要钠从玻璃扩散的薄膜光伏应用。在ー些薄膜光伏应用中，如果能够获得具有高应变点和高CTE的含钠玻璃板，那将是有利的。此外，如果含钠玻璃不仅具有高应变点和高CTE，而且可熔合形成，以便加工成具有最佳表面特性的平板，那将是非常有利的。
技术实现思路
本文描述了可熔合成形、应变点高、含钠的铝硅酸盐和硼铝硅酸盐玻璃的组成范围，所述玻璃可用于薄膜光伏应用。更具体地，这些玻璃是用于ニ硒化铜铟镓(CIGS)光伏模块的优选材料，在所述模块中，优化电池效率所需的钠来自基板玻璃。目前，CIGS模块基板通常用通过浮法制造的钠钙玻璃板制成。不过，使用应变点更高的玻璃基板可使CIGS能在更高的温度下接受处理，这有望给电池效率带来有利的改进。此外，若熔合成形的玻璃板的表面更加光滑，则可能产生额外的好处，如增强膜的粘合性等。因此，本文所述含钠玻璃的特征在于，其应变点> 540°C，例如> 570°C，从而提供相对于钠钙玻璃的优点，且/或其液相线粘度> 50，000泊，使其可通过熔合法制造，例如液相线粘度为130000泊或更大。为避免基板与CIGS层之间的热膨胀不匹配，根据ー些实施方式，本专利技术的玻璃的另ー个特征在于，其热膨胀系数为8-9ppm/°C。—个实施方式是ー种玻璃，以重量百分数表不，它包含50-72% 的 SiO2;大于15%至 25% 的 Al2O3 ;0-10% 的 B2O3;共计10-25% 的 M2O ;以及共计大于O %至25%的R0;其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ;R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。另ー个实施方式是ー种玻璃，以重量百分数表示，它包含50-72% 的 SiO2;10-25% 的 Al2O3 ;0-10% 的 B2O3;共计 10-25 % 的 M2O ；以及O. 5%至小于 14%的 RO ;其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ;R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。另ー个实施方式是ー种包含玻璃的光伏器件，以重量百分数表示，所述玻璃包含50-72% 的 SiO2;10-25% 的 Al2O3 ;0-10% 的 B2O3;共计10-25 % 的 M2O ；以及共计大于O %至25%的R0;其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ;R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。在以下的详细描述中列出了本专利技术的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容而容易理解，或按文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施本专利技术而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是对本专利技术的示例，用来提供理解要求保护的本专利技术的性质和特性的总体评述或框架。 包括的附图提供了对本专利技术的进ー步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图呈现了本专利技术的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释本专利技术的原理和操作。附图说明可単独通过以下详述或通过以下详述并结合附图理解本专利技术。图I是根据一个实施方式的光伏器件的特征的示意图。具体实施例方式下面详细说明本专利技术的各实施方式。在本文中，根据光伏电池的结构，术语“基板”可以用来描述基板或者覆板。例如，若所述基板在装入光伏电池时位于光伏电池的光入射侧，则所述基板是覆板。所述覆板可以为光伏材料提供保护，使其免受冲击和环境降解，同时允许太阳光谱中合适的波长透过。另外，可以将多个光伏电池组装成光伏模块。光伏器件可以表示电池、模块或同时包括此ニ者。在本文中，术语“相邻的”可以定义为紧邻。相邻的结构可以互相发生物理接触，也可以不发生物理接触。相邻的结构可以包括设置在它们之间的其它的层和/或结构。—个实施方式是ー种玻璃，以重量百分数表不，它包含50-72% 的 SiO2;大于15%至 25% 的 Al2O3 ;0-10% 的 B2O3;共计10-25 % 的 M2O ；以及共计大于O %至25 %的RO ;其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ;R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。另ー个实施方式是ー种玻璃，以重量百分数表不，它包含50-72% 的 SiO2;10-25% 的 Al2O3 ;0-10% 的 B2O3;共计10-25 % 的 M2O ；以及O. 5%至小于 14%的 RO ;其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ;R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。另ー个实施方式是ー种包含玻璃的光伏器件，以重量百分数表示，所述玻璃包含50-72% 的 SiO2;10-25% 的 Al2O3 ;0-10% 的 B2O3;共计10-25 % 的 M2O ；以及共计大于O %至25%的R0; 其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ;R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。在另ー个实施方式中，所述光伏器件包含玻璃，以重量百分数表示，所述玻璃主要由以下组分组成50-72% 的 SiO2;10-25% 的 Al2O3 ;0-10% 的 B2O3;共计10-25 % 的 M2O ；以及 共计大于O %至25%的R0;其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ;R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。所述光伏器件可包含所述玻璃的上述任何实施方式。玻璃可以是玻璃板的形式，可以是光伏器件的基板或覆板或同时为二者。在另ー个实施方式中，以重量百分数表不，所述玻璃包含50-72% 的 SiO2;10-25% 的 Al2O3 ;0-10% 的 B2O3;共计10-25 % 的 M2O ；以及共计大于O %至25%的R0;其中M是选自Na、Li、Rb和Cs的碱金属，玻璃基本上不含K2O,且玻璃包含9_17重量％的Na2O ；R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.24 US 61/228,290;2009.11.24 US 61/263,930;1.一种玻璃，以重量百分数表不,它包含50-72 % 的 SiO2 ； 大于15 %至25 %的Al2O3 ；0-10 % 的 B2O3 ； 共计10-25 %的M2O ;以及 共计大于0%至25%的R0; 其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ；R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。2.如权利要求I所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于2.5重量％的MgO。3.如权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于4重量％的K20。4.如权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的应变点为535°C或更高，热膨胀系数为50x 10_7或更大，液相线粘度为130000泊或更大。5.如权利要求4所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于4重量％的K20。6.如权利要求I所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于4重量％的Κ20。7.如权利要求I所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含O.5重量％至小于14重量％的R0。8.如权利要求7所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于2.5重量％的MgO。9.如权利要求8所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于4重量％的K20。10.如权利要求8所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的应变点为535°C或更高，热膨胀系数为50x 10_7或更大，液相线粘度为130000泊或更大。11.如权利要求10所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于4重量％的K20。12.如权利要求7所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于4重量％的Κ20。13.一种光伏器件，它包含权利要求I所述的玻璃。14.一种玻璃，以重量百分数表不,它包含50-72 % 的 SiO2 ；10-25 % 的 Al2O3 ；0-10 % 的 B2O3 ； 共计10-25 %的M2O ;以及 O. 5%至小于14%的RO ； 其中M是选自Na、K、Li、Rb和Cs的碱金属，所述玻璃包含至少9重量％的Na2O ；R是选自Mg、Ca、Ba和Sr的碱土金属。15.如权利要求14所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于2.5重量％的MgO。16.如权利要求15所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包含小于4重量％的K20。17.如权利要求15所述的玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·G·艾特肯，J·E·小迪金森，T·J·基克辛斯基，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：