[发明专利]硅-钠-钙玻璃片

说明书

本发明涉及具有高的可见光和红外辐射透射性质的玻璃片。

尽管不限于这种用途，但本发明更特别参照能通过“浮”法(其在于 在熔融金属(特别地锡)浴上倾倒熔融玻璃)获得的玻璃片进行描述。

在玻璃以覆盖光伏电池或太阳能电池的玻璃片形式进行使用的用 途中，重要的是所用玻璃具有极高的可见光和/或红外辐射透射，特别高 于90％，因为电池的量子效率强烈地受到由玻璃造成的可见光或红外辐 射的透射降低(即使极低)影响。

可见光或红外线范围内的透射通常以透射系数(facteur de transmission)的形式表示，所述透射系数在将给定的光谱分布和任选人 眼灵敏度计入考虑的情况下在光谱的特定部分中积分各波长的透射。为 了量化玻璃在可见光范围内的透射，由此定义光透射系数，其被称作光 透射，通常缩写为“T_L”，其在380和780mm之间计算并被简化为3.2 毫米玻璃厚度，同时考虑如由ISO/CIE 10526标准定义的发光体D65和 如由ISO/CIE 10527标准定义的C.I.E.1931标准色度观察者。为了量化 玻璃在包括可见光和太阳红外线(也称作“近红外”)范围内的透射，定 义能量透射系数，其被称作“能量透射”，缩写为“T_E”，其根据ISO 9050 标准计算并被简化为3.2毫米玻璃厚度。

已知最大地降低玻璃中的总氧化铁含量以达到高于90％的T_L和T_E值。氧化铁在玻璃工业中所用的大多数天然原材料(砂、长石、石灰石、 白云石等)中作为杂质存在，其在可见光和近紫外线范围内同时吸收(由 于高铁离子Fe³⁺产生的吸收)，且尤其在可见光和近红外线范围内吸收 (由于亚铁离子Fe²⁺产生的吸收)。对于普通的天然原材料，氧化铁的总 重量含量为大约0.1％(1000ppm)。但是，大于90％的透射要求将氧化铁 含量降至小于0.02％或200ppm，或甚至小于0.01％(100ppm)，这要求 选择特别纯的原材料并提高最终产品的成本。

为了进一步提高玻璃的透射，也已知优先降低亚铁含量而非降低三 价铁含量，因此氧化该玻璃中存在的铁。因此，以具有尽可能最低的“氧 化还原作用(redox)”(理想地为0或接近0)的玻璃为目标，氧化还原作用 被定义为FeO(亚铁)的重量含量与总氧化铁(以Fe₂O₃形式表示)的重量含 量的比率。这一数值可以在0至0.9之间变化，0氧化还原作用相当于 完全氧化的玻璃。

对于尽可能氧化氧化铁已经提出各种解决方案。例如从US 6844280 中获知向玻璃中加入氧化铈(CeO₂)。但是，氧化铈会成为所谓的“曝光 过度(solarisation)”的过程的起因，其中在吸收紫外辐射后玻璃的透射极 大降低。也已知向玻璃中加入氧化锑(Sb₂O₃)或氧化砷(As₂O₃)——传统上 用作玻璃精炼剂(affinant)并具有将铁氧化的特性的氧化物。例如在申请 US 2006/249199中描述了使用Sb₂O₃。但是，这些氧化物经证实与玻璃 的浮法不相容。据显示，在锡浴的非氧化所必须的还原条件下，这些氧 化物中的一部分挥发，随后冷凝在形成的玻璃片上，造成不合意的混浊。

本发明的目的因此是克服上述缺点和提供新型玻璃片，其光透射和 能量透射极高，使得其在本发明中能够用于制造光伏电池。

为此，本发明的一个主题是玻璃片，其化学组成是钠钙硅类型的并 包含下列成分，所述成分含量在下面定义的重量限值内变化：

Fe₂O₃(总铁)  0至0.02％；

K₂O          1.5至10％。

Fe₂O₃代表氧化铁的总含量，无论氧化程度如何。

该玻璃片特别能够在熔融锡浴中通过浮法获得。