光伏模塊封裝的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)案根據(jù)35U. S.C. §119主張2013年4月29日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案序 列號(hào)61/817052的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請(qǐng)案的內(nèi)容為本案依據(jù)并且全部以引用的方式并入本 文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 實(shí)施方式涉及玻璃組合物，并且具體來(lái)說(shuō)，涉及用于薄膜光伏（PV)模塊的玻璃組 合物。
【背景技術(shù)】
[0004] 熔合形成工藝通常產(chǎn)生具有最佳表面和幾何特征的平板玻璃，所述平板玻璃用于 許多電子設(shè)備應(yīng)用，例如用于電子設(shè)備應(yīng)用的基板，例如，用于LCD電視的顯示器玻璃，其 中高質(zhì)量的表面對(duì)于用于光伏模塊的特種玻璃是有必要的。
[0005] 光伏模塊用于將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電力。現(xiàn)今使用或發(fā)展的兩種主要類型是使用連接在 一起的多個(gè)硅晶圓的晶圓模塊，以及使用多種無(wú)機(jī)薄膜材料（諸如碲化鎘（CdTe)、銅銦鎵 二硒化物（CIGS)或薄膜（非晶和微晶）硅）中的一種的薄膜模塊。用于薄膜模塊的典型 封裝具有玻璃基板（諸如堿石灰玻璃）、后部觸點(diǎn)、一或多個(gè)半導(dǎo)體層（諸如CIGS)、前透明 接觸層（TC0)以及防護(hù)罩層（諸如玻璃基板）。所述模塊可進(jìn)一步具有邊緣密封、金屬框架 以及電氣觸點(diǎn)。
[0006] 在發(fā)電工業(yè)中，不斷促使PV技術(shù)可與現(xiàn)有發(fā)電方法（例如水力、煤力、核能、風(fēng)力 等等）競(jìng)爭(zhēng)。如此下去，制作成本、轉(zhuǎn)換效率以及效率降低是需要解決的一些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。堿 石灰玻璃因其成本低且含有鈉的事實(shí)而一直是用于CIGS的普通基板，已經(jīng)證明，堿石灰玻 璃在CIGS PV器件中引起顯著開(kāi)路電壓增加。然而，該堿石灰玻璃對(duì)PV模塊而言并不理想， 即鈉傳遞可能難以控制，發(fā)生太過(guò)迅速或量太大。此外，該堿石灰玻璃可以具有因環(huán)境條件 引起的鈉釋放的問(wèn)題。由于該堿石灰玻璃在溫度和濕度的環(huán)境條件下老化，堿石灰玻璃的 表面化學(xué)以在CIGS薄膜沉積期間導(dǎo)致空間上非均勻的鈉釋放的方式而變化。這些問(wèn)題可 能導(dǎo)致脫層問(wèn)題并且降低效率。顯然，仍然存在找到為薄膜PV器件提供最佳基板的玻璃組 合物的未滿足的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 第一方面包括一種玻璃，所述玻璃包含Si02、Al 203以及Na20,其中所述玻璃在緩沖 水性釋放測(cè)試中具有大于lOppm的鈉釋放、在緩沖水性釋放測(cè)試中具有小于50ppm的總鈉 +鉀釋放及T余量=T分解-T35kp>10°C。在一些實(shí)施方式中，Na+K釋放小于30ppm。在一些實(shí) 施方式中，玻璃具有大于6ppm/°C的熱膨脹系數(shù)。在一些實(shí)施方式中，玻璃具有大于565°C 的應(yīng)變點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，玻璃具有大于585°C的應(yīng)變點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，玻璃具 有大于130kP的液相線粘度。
[0008] 在一些實(shí)施方式中，所述玻璃進(jìn)一步包含：至少一種堿土金屬氧化物以及可任選 地B 203、ZnO或K20。在其他實(shí)施方式中，所述玻璃進(jìn)一步包含B20jP K 20。
[0009] 另一方面包括一種電子器件，所述電子器件包括玻璃，所述玻璃包含Si0 2、Al203以 及Na20,其中所述玻璃在緩沖水性釋放測(cè)試中具有大于lOppm的鈉釋放、在緩沖水性釋放測(cè) 試中具有小于50ppm的總鈉+鉀釋放，并且T余量=T分解-T 35kp>10°C。在一些實(shí)施方式中，所 述器件包含光伏模塊。
[0010] 另一方面包括一種玻璃，所述玻璃包含Si02、Al20 3、Na20、B203、K20以及至少一種堿 土金屬氧化物，其中所述玻璃在緩沖水性釋放測(cè)試中具有大于lOppm的Na釋放、在緩沖水 性釋放測(cè)試中具有小于50ppm的總Na+K釋放、T余量=T分解-T 35kp>10°C、大于6ppm/°C的熱膨 脹系數(shù)及大于565°C的應(yīng)變點(diǎn)。
[0011] 另一方面包括一種玻璃，以摩爾％計(jì)，所述玻璃包含：
[0012] 65-80 Si02
[0013] 3-13 A1203
[0014] 0-5. 5 B203
[0015] >0-10MgO
[0016] 0-10CaO
[0017] 0-10SrO
[0018] 1-12 Na20
[0019]以及 1 彡R'0 彡 15,其中R'0 =Mg0+Ca0+Sr0+Ba0。
[0020] 在一些實(shí)施方式中，以摩爾％計(jì)，所述玻璃包含：
[0021] 65-80 Si02
[0022] 3-13 A1203
[0023] 0-5B203
[0024] 2-7MgO
[0025] >0-7CaO
[0026] 0-6 SrO
[0027] 1-12 Na20
[0028]其中 4. 5 彡R，0彡 12。
[0029] 在一些實(shí)施方式中，上述玻璃進(jìn)一步包含0 <K20 < 10以及2 <R20 < 13. 1，其 中R20 =K20+Na20。
[0030] 在一些實(shí)施方式中，以摩爾％計(jì)，所述玻璃包含：
[0031] 70-77 Si02
[0032] 4. 5-10. 5 A1203
[0033] >0-5B203
[0034] 3-5MgO
[0035] >0-5CaO
[0036] 0-5 SrO
[0037] 1.8-11.8 Na20
[0038] >0-9 K20
[0039] 并且其中2. 3彡R20彡13. 1及4. 5彡R' 0彡12。
[0040] 另一方面包括一種電子器件，所述電子器件包括以上玻璃中的一種。在一些實(shí)施 方式中，所述器件包含光伏模塊。
[0041] 另一方面包括一種玻璃，以摩爾％計(jì)，所述玻璃包含：
[0042] 65-80Si02
[0043] 3-13A1203
[0044] 0-5. 5B203
[0045] >0-10 MgO
[0046] 0-10 CaO
[0047] 0-10 SrO
[0048] 1-12Na20
[0049] 以及1彡R' 0彡15,其中R' 0 =MgO+CaO+SrO+BaO,其中所述玻璃在緩沖水性釋放 測(cè)試中具有大于lOppm的Na釋放并且在緩沖水性釋放測(cè)試中具有小于50ppm的總Na+K釋 放。在一些實(shí)施方式中，玻璃具有1^量=1'5^-1'3515|5>10°(：。在一些實(shí)施方式中，所述似+1(釋 放小于30ppm。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃具有大于6ppm/°C的熱膨脹系數(shù)。在一些實(shí)施 方式中，所述玻璃具有大于565°C的應(yīng)變點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃具有大于585°C 的應(yīng)變點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃具有大于130kP的液相線粘度。
[0050] 另一方面包括一種電子器件，所述電子器件包括玻璃，以摩爾％計(jì)，所述玻璃包 含：
[0051] 65-80Si02
[0052] 3-13A1203
[0053] 0-5. 5B203
[0054] >0-10 MgO
[0055] 0-10 CaO
[0056] 0-10 SrO
[0057] 1-12Na20
[0058] 以及1彡R' 0彡15,其中R' 0 = Mg0+Ca0+Sr0+Ba0,其中所述玻璃在緩沖水性釋放 測(cè)試中具有大于lOppm的Na釋放并且在緩沖水性釋放測(cè)試中具有小于50ppm的總Na+K釋 放。在一些實(shí)施方式中，所述玻璃具有解-T35kp>10°C。在一些實(shí)施方式中，所述器 件包含光伏模塊。
[0059] 另一方面包括一種玻璃，以摩爾％計(jì)，所述玻璃包含：
[0060] 70-77Si02
[0061 ] 4. 5~10. 5 Al2〇3
[0062] >0-5B203
[0063] 3-5 MgO
[0064] >0-5CaO
[0065] >0-5SrO
[0066] 1.8-11.8Na20
[0067] >0-9K20
[0068]其中2. 3彡R20彡13. 1并且4. 5彡R' 0彡12,并且所述玻璃在緩沖水性釋放測(cè)試 中具有大于lOppm的Na釋放、在緩沖水性釋放測(cè)試中具有小于50ppm的總Na+K釋放、T余量 =T分解-T 35kp>10°C、大于6ppm/°C的熱膨脹系數(shù)以及大于565°C的應(yīng)變點(diǎn)。在一些實(shí)施方式 中，所述玻璃具有大于130kP的液相線粘度。
[0069] 在另一方面中，上列玻璃板具有< 20埃的平均表面粗糙度（Ra)，優(yōu)選具有< 10埃 之平均表面粗糙度，其中玻璃板未拋光。在光伏模塊包括上列玻璃的另一方面中，玻璃基板 中的至少一個(gè)具有低于3_的厚度，并且玻璃基板具有小于0. 5微米/平方厘米的曲率變 形W，如等式W = D/L2所描述，其中D是玻璃基板的最大曲率（以厘米計(jì)），并且L是玻璃 基板的對(duì)角長(zhǎng)度（以厘米計(jì)）。
[0070] 在上列玻璃的另一方面中，至少一個(gè)玻璃板具有1.8mm或更小的厚度。在光伏模 塊包括上列玻璃的另一方面中，玻璃板的至少一個(gè)具有0. 5_或更小的厚度。在一些實(shí)施 方式中，可在卷到卷?xiàng)l件下處理具有〇. 5mm或更小的厚度的玻璃板。在光伏模塊包括上列 玻璃的另一方面中，所述模塊進(jìn)一步包括具有大于1. 5mm的厚度的含Na結(jié)構(gòu)化玻璃板。在 光伏模塊包括上列玻璃的另一方面中，所述玻璃進(jìn)一步包含>0-1摩爾％的Ce0 2、Fe203或 Ti02〇
[0071] 在另一方面中，包括上列玻璃的光伏模塊進(jìn)一步包括沿邊緣且介于第一外防護(hù)層 與第二外防護(hù)層之間的氣密/水密密封，用以形成氣密密封空腔，所述空腔包括至少一個(gè) 晶體娃太陽(yáng)能電池晶圓。
[0072] 這些及其他方面、優(yōu)點(diǎn)和顯著特征將從以下【具體實(shí)施方式】、附圖以及隨附權(quán)利要 求書(shū)來(lái)顯而易見(jiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0073] 在以下詳細(xì)描述中，可以闡述許多特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的透徹 理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)清楚，本發(fā)明的實(shí)施方式何時(shí)可在沒(méi)有所述特定細(xì)節(jié)中 的一些或全部的情況下得以實(shí)踐。在其他個(gè)例中，可不詳細(xì)描述熟知的特征或工藝，以免對(duì) 本發(fā)明產(chǎn)生不必要的模糊。另外，相似或相同的參考數(shù)字可以用來(lái)標(biāo)識(shí)共同或類似的要素。 此外，除非另有定義，如本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解，本文所用所有技術(shù)以及 科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有相同意義。在沖突情況下，將以本說(shuō)明書(shū)（包括本文中的定義）為準(zhǔn)。
[0074] 盡管其他方法也可用于實(shí)踐或測(cè)試本發(fā)明，但本文中描述某些適合的方法和材 料。
[0075] 公開(kāi)的是材料、化合、組合物以及組分，所述材料、化合物、組合物以及組分可以用 于、可以共同用于、可以準(zhǔn)備用于所公開(kāi)的方法和組合物，或?yàn)樗_(kāi)的方法和組合物的實(shí) 施方式。本文公開(kāi)這些及其他材料，并且應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)公開(kāi)這些材料的組合、子集、相互作 用、分組等、而可能未明確公開(kāi)這些化合物的每一、各種、單獨(dú)以及共同組