[发明专利]光伏组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏组件，其具有玻璃盖片、玻璃基片或玻璃超基片，以及一种将某种玻璃在光伏组件中用作玻璃盖片、玻璃基片或玻璃超基片的应用方法。

背景技术

在光伏组件或太阳能电池中使用玻璃盖片、玻璃基片或玻璃超基片。玻璃盖片的功能是防止太阳能电池的敏感活性部件受到外界环境的影响(比如风、雨、雪、冰雹、污渍等等)。玻璃基片用于分离光伏材料的薄层。玻璃超基片将玻璃基片和玻璃盖片的功能集于一身。玻璃所需的轮廓取决于各个组件的设计方案。也就是说其取决于所使用的半导体材料、作为玻璃盖片、玻璃基片或玻璃超基片的功能等等。玻璃盖片和玻璃基片在各相关领域中必须通过较高的总透射性而表现出众。为此要尽可能避免在表面上的反射损失以及在玻璃中的辐射的吸收。

玻璃的透明度与各个半导体相匹配。因此比如基于晶体硅(单晶体或多晶体)制成的组件在从大约400至1200nm的波长范围内具有其最大的灵敏度。因此要优化该范围中的透射性。此外，必须确保足够的耐化学性，这是因为玻璃持久地暴露在交替变化的环境负荷下。根据太阳能电池的安装地点不同，环境负荷也会极大地不同。使用的玻璃必须具有良好的防水性、防酸性和防碱性。交替变化的温度条件或霜冻也提出了特别的要求。为此要将太阳能组件比如经受模拟的气候变化试验(参见所谓的“湿热试验”)。

此外，在分离层的材料时玻璃基片和玻璃超基片必须经受住热学和化学的负荷。其必须经受住比如导电的、透明的层和在其上待分离的光伏材料的分离。这意味着相对于真空过程的足够的耐温性和稳定性。

在现有技术中石灰苏打玻璃由于其制造成本特别低廉而广为应用。但其在应用于制造光伏组件或太阳能电池时具有一些关键性的缺点：

-石灰苏打玻璃的折射率为大约1.52n_d故而相对较高。其通过在表面、特别是玻璃-空气-分界面上的反射导致了可利用的辐射的过大损失；

-玻璃的杂质导致了可使用的辐射透过玻璃被吸收。这里首先要考虑含铁量以及铁离子的电荷状态。在玻璃中的Fe³⁺在波长为大约380nm的情况下显示出相对较弱和较窄的吸收，而在所有现今使用的太阳能玻璃中同样存在的Fe²离子导致在红色至红外线波长范围中的较宽和较强的吸收。因此该吸收带导致了太阳能光谱的可利用的辐射的明显损失。因此在太阳能玻璃的应用中使用纯的且因此昂贵的、含铁少的原材料。

-石灰苏打玻璃在太阳能辐射中具有透射损失(日曝作用)。添加给玻璃的多价离子如铈尤其导致了日曝作用。

根据EP1281687A1，为了实现较高的透射性使用具有较低的氧化铁含量的特别纯的玻璃，该玻璃还具有0.025至0.2个重量百分比的氧化铈。此外，其被掺入了特别的比例的FeO到Fe₂O₃且添加了一定的氧化铈。

另一方面，维持Fe2+/Fe3+之间的一定的比例关系是相对困难且昂贵的。玻璃的一定的铈含量也会引起更强的日曝作用。在极端情况下要注意经过强烈辐射后黄色至褐色的褪色。

根据EP1291330A2使用一种石灰苏打玻璃用于太阳能电池，其同样具有少于0.020％的Fe₂O₃的极少的氧化铁含量，且添加有0.006至2个重量百分比的氧化锌。添加氧化锌用以抵制硫化镍(NiS)的形成。为了最佳的透射性需要以氧化铁和氧化锌以及氧化铈之间的某种比例关系为前提。

这又意味着使用特别昂贵的原材料。相对较高的氧化铈含量也会引起不利的影响。

根据EP0261885A1，特别是更高的氧化铈含量由于在强烈的辐射下引起日曝作用而显示其缺点。因此这种具有至少2个重量百分比的氧化铈含量的玻璃被视为不适合用于太阳能电池或光伏组件。

根据US2007/0144576A1建议使用一种掺杂锑的石灰苏打玻璃，其含铁量特别少。特别是结合掺杂的铈也会在强烈敷设下由于日曝作用显示出缺点。

发明内容

在该背景下，本发明的目的在于提供一种用于在光伏组件中用作玻璃盖片、玻璃基片或玻璃超基片的改进的玻璃以及一种具有这种玻璃的改进的光伏组件。

该目的在光伏组件中通过含氟的璃盖片、玻璃基片或玻璃超基片如此实现，即根据玻璃的含铁量添加一定的最低含量的氟。为此，铁含量和氟含量的重量比X＝Fe/F最小为0.001，优选最小为0.002，更优选最小为0.005，特别优选最小为0.01。