[发明专利]太阳能电池用玻璃基板

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池用玻璃基板，特别涉及适用于CIGS系太阳能电池、CdTe系太阳能电池等薄膜太阳能电池的太阳能电池用玻璃基板。

背景技术

在黄铜矿型薄膜太阳能电池，例如CIGS系太阳能电池中，含有Cu、In、Ga、Se的黄铜矿型化合物半导体，Cu(In，Ga)Se₂作为光电转换膜形成于玻璃基板上。并且，该光电转换膜通过多元蒸镀法、硒化法等形成。

为了利用多元蒸镀法、硒化法等由Cu、In、Ga、Se等形成光电转换膜，而需要500～600℃左右的热处理工序。

即便CdTe系太阳能电池中，含有Cd、Te的光电转换膜也形成于玻璃基板上。这种情况下，也需要500～600℃左右的热处理工序。

另外，染料敏化型太阳能电池的制造工序中，虽然存在在玻璃基板上形成透明导电膜、TiO₂多孔体的工序，但为了在玻璃基板上形成高品质的透明导电膜等，而需要高温的热处理(例如，500℃以上)。

【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

【专利文献2】日本特开2005-89286号公报

【专利文献3】日本专利第2987523号公报

发明内容

发明要解决的问题

一直以来，CIGS系太阳能电池、CdTe系太阳能电池等中使用钠钙玻璃作为玻璃基板。但钠钙玻璃在高温热处理工序中容易发生热变形、热收缩。为了解决这样的问题，目前正在研讨使用高应变点玻璃作为太阳能电池用玻璃基板(参照专利文献1)。

但是，如专利文献1所述的高应变点玻璃由于应变点不够高，光电转换膜等的成膜温度为超过600且650℃以下的情况下，容易发生热变形、热收缩，无法充分提高光电转换效率。另外，CIGS系太阳能电池、CdTe系太阳能电池中，若在高温下使光电转换膜成膜，则光电转换膜的结晶品质得到改善，光电转换效率得到提高。

另外，如专利文献2所述的玻璃基板具有超过600且650℃以下的应变点。但是，由于该玻璃基板的热膨胀系数过低，所以不能与薄膜太阳能电池的电极膜、光电转换膜、染料敏化型電池的TiO₂多孔体、封接玻璃料的热膨胀系数匹配，容易产生膜体剥落等问题。

此外，如专利文献3所述的玻璃基板具有超过650℃的应变点。但由于该玻璃基板的碱性成分，特别是Na₂O的含量少，所以很难向光电转换膜供给Na，不能形成高品质的光电转换膜，结果造成只要不通过其他途径形成碱供给膜，就不能提高光电转换效率。另一方面，如果增加碱成分，特别是Na₂O的含量，则应变点就容易降低。另外，对于CIGS系太阳能电池，如果碱性成分，特别是Na₂O从玻璃基板扩散，则黄铜矿结晶容易析出。

所以，本发明的技术课题在于，提供一种含有碱成分，特别是Na₂O的同时，应变点足够高，且能够与周边构件的热膨胀系数相匹配的太阳能电池用玻璃基板。

本发明者等经过潜心研究的结果发现，通过控制各成分的含量，并且控制玻璃中的水分量，可以解决上述技术课题，并作为本发明提出。即，本发明的太阳能电池用玻璃基板，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有SiO₂40％～70％、Al₂O₃1％～20％、Na₂O1％～20％，并且玻璃中的水分量低于25mmol/L。

此处，“玻璃中的水分量”是指，从波长2700nm处的光吸收，利用以下方法计算出的值。

首先，使用通用的FT-IR装置，测定波长2500～6500nm处的光吸收，确定波长2700nm附近的吸收最大值A_m[％]。接着，通过下式1求出吸收系数α[cm^-1]。另外，下式1中，d[cm]为测定试样的厚度，T_i[％]为测定试样的内部透射率。

α＝(1/d)×log₁₀{1/(T_i/100)}[cm^-1]…(1)

此处，内部透射率T_i为利用下式2，由吸收最大值A_m、折射率n_d算出的值。

Ti＝A_m/{(1-R)}…(2)