[发明专利]玻璃组合物及使用玻璃组合物的太阳能电池用玻璃基板、以及显示面板用玻璃基板

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃组合物和包含该玻璃组合物的玻璃基板。更详细而言，本发明涉及例如在玻璃基板之间形成有光电转换层的太阳能电池用玻璃基板用玻璃组合物、用于使利用太阳热经集热器加热后的热介质蒸发、使蒸气涡轮旋转等进行太阳热发电的真空玻璃管型集热器用的玻璃组合物、各种显示面板中使用的显示面板用玻璃基板用的玻璃组合物。

另外，典型而言，本发明涉及具有玻璃基板和保护玻璃且在该玻璃基板与保护玻璃之间形成有以具有黄铜矿结晶结构的11-13族或11-16族化合物半导体或者立方晶系或六方晶系的12-16族化合物半导体作为主要成分的光电转换层的太阳能电池用玻璃基板，特别是涉及Cu-In-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板和CdTe太阳能电池用玻璃基板。

此外，本发明涉及液晶显示(LCD)面板、有机EL显示面板、等离子显示面板(PDP)等各种显示面板中使用的显示面板用玻璃基板，具体而言，本发明涉及将例如IGZO等氧化物半导体、并五苯等有机半导体用于薄膜晶体管(TFT)的显示器用玻璃基板(以下也称为“TFT显示面板用玻璃基板”)，特别是涉及有机EL显示面板用玻璃基板。

背景技术

具有黄铜矿结晶结构的11-13族或11-16族化合物半导体、或者立方晶系或六方晶系的12-16族化合物半导体对从可见光至近红外的波长范围的光具有较大的吸收系数，因此期待作为高效率薄膜太阳能电池的材料。作为代表性的例子，可以列举：Cu(In,Ga)Se₂系(以下记作“CIGS”)、将CIGS的In和Ga等替换而得到的Cu₂ZnSnSe₄系(以下记作“CZTS”)、CdTe。

以往，对于CIGS薄膜太阳能电池而言，从廉价并且平均热膨胀系数与CIGS化合物半导体的平均热膨胀系数接近的观点出发，使用钠钙玻璃作为基板，从而得到太阳能电池。

另外，为了得到效率良好的太阳能电池，提出了在能够耐受较高的热处理温度的玻璃材料(参考专利文献1)。

这种情况下，为了使碱金属向CIGS层扩散，玻璃组合物含有碱金属氧化物。另一方面，为了防止碱金属从玻璃基板向CIGS层面内扩散的不均匀，提出了在设置有碱金属扩散阻挡层的玻璃基板或不含碱金属氧化物的基板上设置掺杂有碱金属的CIGS层而得到的CIGS太阳能电池(参考专利文献2)。

另外，作为玻璃组合物的用途，已知在太阳热集热中使用的真空玻璃管型集热器用玻璃管(参考专利文献3)。

另一方面，以往，显示面板用玻璃基板使用不含碱金属氧化物的无碱玻璃。其理由在于，玻璃基板中含有碱金属氧化物时，在显示面板的制造工序中实施的热处理中，玻璃基板中的碱金属离子扩散到用于驱动显示面板的薄膜晶体管(TFT)的半导体膜中，可能会导致TFT特性劣化。

但是，无碱玻璃具有粘度非常高、难以熔融的性质，在制造方面伴随有技术上的困难。近年来，随着技术的进步，也开始研究使用含有碱金属氧化物的碱玻璃基板作为显示面板用玻璃基板(参考专利文献4)。

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：日本特开平8-222750号公报

专利文献3：日本特公昭60-11301号公报

专利文献4：日本特开2006-137631号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，如专利文献1的实施例所示，在含有大量碱金属氧化物的情况下，存在导致玻璃化转变温度(T_g)降低的问题。

另一方面，在使用无碱玻璃作为专利文献2所示的不含碱金属氧化物的基板的情况下，与通常的含有碱金属氧化物的玻璃相比，无碱玻璃的玻璃熔化温度高约100℃以上，因此存在导致玻璃熔化时或成形时生产率降低、澄清性降低的问题，另外，还存在如下问题：在例如用于CIGS太阳能电池用玻璃基板时，玻璃基板的热膨胀系数与作为光电转换层的CIGS层的热膨胀系数不同，因此在玻璃基板上的CIGS层的成膜中或成膜后产生剥离。

真空玻璃管型集热器中，要求使管玻璃的热膨胀系数与玻璃料、金属制端板等管密封用构件的热膨胀系数匹配，另外还要求管玻璃的耐热冲击性。