一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201110242311.5	申请日：	2011.08.23
公开号：	CN102951841A	公开日：	2013.03.06
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	专利权的视为放弃IPC(主分类):C03C 3/095放弃生效日:20151028\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C03C 3/095申请日:20110823\|\|\|公开
IPC分类号：	C03C3/095; C03B18/02	主分类号：	C03C3/095
申请人：	扬州通和玻璃有限公司
发明人：	吴友良; 王雅琼; 周丹; 张传恒; 陈新雨; 李自强
地址：	225002 江苏省扬州市邗江区李典镇北洲工业园
优先权：
专利代理机构：	常州市科谊专利代理事务所 32225	代理人：	侯雁
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内容摘要

特别涉及一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其步骤如下:(1)配合料制备：在现有高硼硅玻璃基础上添加稀土元素添加剂。应用上转换发光原理，将红外光和紫外光通过转换发光效应以可见光形式发光；稀土添加剂同时作为澄清剂、补色剂和转换发光耦合剂使用，提高玻璃的可见光透光率；稀土元素的硼酸盐玻璃折射率高、色散低，是一种新型光学玻璃。(2)玻璃熔制：玻璃配合料在电熔窑中进行高温熔化成玻璃熔融液，经澄清均化、冷却后形成液态玻璃；(3)机械成形：采用浮法生产技术将液态玻璃加工成平板玻璃。本发明方法制备的玻璃产品具有可见光高透过率，适用于作为制备太阳能光伏电池用玻璃基体材料和封装材料使用。

权利要求书

权利要求书一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：
(1) 配合料制备：在配合料制备设备中，按质量百分含量计进行混合配料得到配合料，配合料由以下成份和配比组成:

(2) 玻璃熔制：将上一步制备得到的玻璃配合料在电熔窑中采用玻璃熔制技术进行高温熔化成玻璃熔融液，经硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却后形成液态玻璃；
(3) 机械成形：将上一步制备得到液态玻璃通过机械成形方式在成形加工设备中成形加工成平板玻璃，再经过进一步退火或淬火，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。
根据权利要求1所述一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于：第一步配合料制备中稀土添加剂稀土氧化物RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素钬Ho、铒Er和铥Tm稀土氧化物，以重稀土元素的任意比例的碳酸盐富集物形式加入，经过混合均匀得到配合料。
根据权利要求1所述一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于：第三步机械成形中将液态玻璃通过浮法生产技术的机械成形方式加工成平板玻璃。
根据权利要求1所述一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于: 第三步机械成形过程中，对液态玻璃的流量、拉引速度、玻璃带宽度和厚度进行自动控制。

说明书

说明书一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及一种硬质高硼硅玻璃的制备方法，特别涉及一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法。本发明方法具体涉及一种硬质高硼硅玻璃的硼硅酸盐玻璃成份组成、配方、玻璃熔制和机械成形的工艺和技术。本发明具有优良的电学性能，主要适用于作为太阳能光伏电池用硬质高硼硅玻璃使用。本发明属于功能玻璃技术领域。
背景技术
太阳能光伏电池转换依靠的是太阳能电池组件中的硅片将太阳能转换为电能的装置。硅片有很好的吸光作用和光伏转换效率，随着人们对太阳能电池核心器件和电池组件的不断改进，太阳能电池组件中的硅片的光伏电池转化效率在目前的工艺制作水平上已达到了极限，要想再提高太阳能电池的光伏电池转换效率已成为一个难题。因此，进一步降低太阳能光伏电池的制造成本是目前的重要研发方向。
降低硅太阳电池成本的一种显而易见的手段，是通过在支撑衬底或者衬面（superstrate）上沉淀光伏能量转换薄膜来制造电池。特别是一种能够简单的制造这种多层电池的技术，即在玻璃衬底上用沉积技术得到的光伏能量转换薄膜来制造太阳能光伏电池，其中，具有高透光率、一定电性能和表面自洁清性功能等特点的特种玻璃，是新型薄膜太阳能电池（光伏电池）和光伏电池器件（电极发光器件）等领域使用的重要基础材料，经过在功能玻璃基片材料进一步采用外延技术处理，制得光伏电池和光伏电池器件。同时，作为目前太阳能电池组件，具有高透光率、一定电性能和表面自洁清性功能等特点的特种封装玻璃起覆盖和保护太阳能电池作用的玻璃具有非常重要的应用前景和广泛的应用领域。
为了获得满足作为太阳能光伏电池用硬质高硼硅玻璃使用要求，生产玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序分别为：
(1) 配料：按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、硼砂等。
(2) 熔制：将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。玻璃料在窑池内熔制，玻璃的熔制温度大多在1300～1600℃。因为熔制温度高，一般采用电流加热的电熔窑。
(3) 成形：将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。
(4) 退火：玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。
为了满足玻璃产品的生产和使用要求，玻璃主要原料中引入玻璃形成网络的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物；辅助原料包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等。
目前，公知的技术作为太阳能光伏玻璃的封装玻璃起覆盖和保护作用的玻璃的透光率要求很高，一般要求要大于91.6%，对大于1200nm的红外光有较高的反射率，厚度在2～4mm之间，一般为3.2mm左右。因而，前要想找到一种透光率高，膨胀系数小、又能够满足进一步在璃玻璃基片表面进行表面处理硬质硼硅玻的一直是一个难题。特别是将波长≥800nm的红外光和波长≤400nm的紫外光采用转换发生原理得到以可见光形式发光，能够提高太阳能光伏电池的光伏效率，同时，降低因红外光和紫外光的热效应而导致的光伏效率下降的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种透光性高、膨胀系数小、环保节能的太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法。该种制备方法能够满足进一步在璃玻璃基片表面进行表面处理硬质硼硅玻璃。特别是将波长≥800nm的红外光和波长≤400nm的紫外光采用转换发生原理得到以可见光形式发光，能够提高太阳能光伏电池的光伏效率，又能将紫外光和红外光转换为可见光的发光效率，提高能量的使用率，减少玻璃对光效衰减的影响，满足薄膜式太阳能光伏电池用要求的硬质高硼硅玻璃。
实现上述目的技术方案是：一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤如下：
(1) 配合料制备：在配合料制备设备中，按质量百分含量计进行混合配料得到配合料，配合料由以下成份和配比组成:

(2) 玻璃熔制：将上一步制备得到的玻璃配合料在电熔窑中采用玻璃熔制技术进行高温熔化成玻璃熔融液，经硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却后形成液态玻璃；
(3) 机械成形：将上一步制备得到液态玻璃通过机械成形方式在成形加工设备中成形加工成平板玻璃，再经过进一步退火或淬火，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。
进一步，第一步配合料制备中稀土添加剂稀土氧化物RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素钬Ho、铒Er和铥Tm稀土氧化物，以重稀土元素的任意比例的碳酸盐富集物形式加入，经过混合均匀得到配合料。
进一步，第三步机械成形中将液态玻璃通过浮法生产技术的机械成形方式加工成平板玻璃。
进一步，第三步机械成形过程中，对液态玻璃的流量、拉引速度、玻璃带宽度和厚度进行自动控制。
本发明的主要技术原理：本发明的太阳能光伏电池用硬质高硼硅玻璃基础配方中加入稀土元素添加剂，充分应用稀土元素4f电子层结构特点使其化合物具有多种荧光特性。利用稀土元素的4f电子可在7个4f轨道之间任意分布，从而产生丰富的电子能级，可吸收或发射从紫外光、可见光到近红外区各种波长的电磁辐射（特别是在可见光区有很强的发射能力），使稀土发光材料呈现丰富多变的荧光特性，使添加稀土元素的玻璃产品的性能得到改善，既能阻止紫外光透过降低紫外光辐射量，又能将紫外光和红外光转换为可见光的发光效率，提高能量的使用率，同时减少玻璃对可见光的衰减。
本发明的技术方案主要在以下方面进行了创新：
(1) 转换发光原理应用：在现有硬质高硼硅玻璃配方基础上，添加稀土元素添加剂。应用上转换发光原理，将红外光通过稀土元素添加剂上转换发光效应，将波长较长的激发光‑红外光照射掺杂的稀土离子玻璃时，发射出波长小于激发光‑红外光波长的可见光。特别是将波长≥800nm的红外光，采用上转换发生原理得到以可见光形式发光；应用下转换发光原理，将紫外光通过稀土元素添加剂下转换发光效应，将波长较短的激发光‑紫外光照射掺杂的稀土离子的玻璃时，发射出波长大于激发光‑紫外光波长的可见光。特别是将波长≤400nm的紫外光，采用下转换发生原理得到以可见光形式发光。
(2) 稀土添加剂同时作为澄清剂、补色剂和转换发光耦合剂使用，利用稀土添加剂作为澄清剂，可以达到传统澄清剂对太阳能光伏电池玻璃的澄清质量和效果，同时稀土添加剂作为颜色中和剂使用，提高玻璃的可见光透光率。
(3) 针对硬质高硼硅玻璃的熔制特性，采用电熔制技术在电璃熔熔窑玻璃配合料在电熔窑中进行高温熔化成玻璃熔融液，经澄清均化、冷却后形成均匀、无气泡、符合成型要求的液态玻璃。
(4) 采用公知的浮法生产技术将液态玻璃加工成平板玻璃，经过进一步通过退火、淬火工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的微观结构，制备得到太阳能光伏电池用硬质高硼硅玻璃产品。
实现本发明需要的主要工艺设备为: 配合料制备设备、电熔窑、浮法玻璃成形设备等。
本发明采用上述技术方案的优点是：
(1) 采用选择的稀土离子添加剂掺杂的玻璃，在玻璃基体中掺杂稀土离子。采用的稀土离子钬Ho、铒Er和铥Tm添加剂，可将800～1480nm泵浦下上转换为可见光发光，将吸收的红外光能量不经过热阶段直接转化为非平衡辐射的可见光；同时将可将200～380nm泵浦下通过下转换为可见光发光。玻璃兼具了优异的加工特性及化学稳定性，并具有量子效率大于1的突出优点。
(2) 采用选择的稀土离子添加剂，采用氧化铈代替传统的氧化砷作玻璃澄清剂，清除气泡和微量带色元素，产品晶荧洁白、透明度好、玻璃强度和耐热性提高。特别是采用Ce和Eu的光相互补效应，提高了玻璃的透明性，可以加工成透明的太阳能光伏电池玻璃，应用前景广泛。
(3) 充分利用稀土氧化物添加剂作为功能材料对紫外光、可见光、红外光的响应不同特性。
(4) 吸收激发能量的能力强，转换效率高。稀土元素由于4f电子处于内层轨道，受外层s和p轨道的有效屏蔽，很难受到外部环境的干扰，4f能级差极小。f‑f跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高。
(5) 采用碳酸稀土富集物代替纯稀土氧化物作为稀土元素添加剂，可使生产成本大幅度降低。采用电熔炉技术符合国家的“节能减排”低碳经济的产业导向，具有占地面积少、清洁、环保、劳动强度低等特点。
(6) 产品物理化学性能稳定，可承受大功率高能射线和强紫外光的作用。产品优良的电学性能，满足作为太阳能光伏电池使用要求，具有产品膨胀系数小、料的封接。具可见光高透过率，且具有抗紫外和防暴晒性能。
本发明制备的玻璃透光性高，膨胀系数小，环保节能，适用于作为制备太阳能光伏电池用玻璃基体材料和封装材料使用。本发明方法能够满足进一步在璃玻璃基片表面进行表面处理硬质硼硅玻璃。特别是将波长≥800nm的红外光和波长≤400nm的紫外光采用转换发生原理得到以可见光形式发光，能够提高太阳能光伏电池的光伏效率，又能将紫外光和红外光转换为可见光的发光效率，提高能量的使用率，减少玻璃对光效衰减的影响，满足薄膜式太阳能光伏电池用要求的硬质高硼硅玻璃。本发明方法制备的玻璃产品具有可见光高透过率，适用于作为制备太阳能光伏电池用玻璃基体材料和封装材料使用。
附图说明
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
主要工艺设备：配合料制备设备、电熔窑、浮法玻璃成形设备等。
一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤如下：
(1) 配合料制备：在配合料制备设备中，稀土添加剂稀土氧化物RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素铒Er碳酸盐形式加入，按质量百分含量计，配合料制备中经过混合均匀得到配合料。配合料由以下成份和配比组成：

(2) 玻璃熔制：将上一步制备得到的玻璃配合料在电熔窑中采用公知的玻璃熔制技术进行高温熔化成玻璃熔融液，经硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却后形成均匀、无气泡、符合成型要求的液态玻璃。
(3) 机械成形：将上一步制备得到液态玻璃通过浮法生产技术的机械成形方式在成形加工设备中成形加工成平板玻璃，再经过进一步退火或淬火，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。其中在机械成形过程中，对液态玻璃的流量、拉引速度、玻璃带宽度和厚度进行自动控制，使生产效率高，产品均匀一致性好，成形质量好；且在机械成形过程中所述的成形加工设备包括有冷端机组，在冷端机组上设置有用于连接洗涤干燥、缺陷自动检测、喷粉和中片自动取板装箱堆垛设备的预留位置。而所述的进一步退火是为了消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的微观结构。
本发明通过调整玻璃配合料的成份组成，可获取良好的玻璃熔化和成形工艺参数，使其具有相对较低的成形温度起始点，具有较长的玻璃料性能。制备得到的玻璃理化性能、电化学性能优良，符合太阳能光伏电池使用要求。抗曝晒性能优、长时间曝晒不易变色，不含有人为加入的有害元素，是绿色、环保型太阳能光伏电池玻璃。本发明制备出的玻璃具有以下特点：
(1) 软化点高，为后继玻璃表面处理的热加工提供了条件。
(2) 膨胀系数小，可提高涂层制备过程中因热效应而引起的结合力减小问题。
(3) 具有优良的耐酸、水稳定性，进一步提高后继表面涂层有玻璃基片上的结合力。
(4) 机械强度高，为作为功能玻璃结构材料使用提供了条件。
(5) 因膨胀系数小，为满足涂层的加工工艺创造了条件。
(6) 具有优良的适光和热稳定性，满足太阳能光伏环境使用的条件。
实施例二
主要工艺设备：与实施例一相同。
一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤如下：
(1) 配合料制备：在配合料制备设备中，稀土添加剂稀土氧化物RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素钬Ho碳酸盐形式加入，按质量百分含量计，配合料制备中经过混合均匀得到配合料。配合料由以下成份和配比组成:

(2) 玻璃熔制：将上一步制备得到的玻璃配合料在电熔窑中采用公知的玻璃熔制技术进行高温熔化成玻璃熔融液，经硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却后形成均匀、无气泡、符合成型要求的液态玻璃。
(3) 机械成形：将上一步制备得到液态玻璃通过浮法生产技术的机械成形方式在成形加工设备中成形加工成平板玻璃，再经过进一步淬火，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。其中在机械成形过程中，对液态玻璃的流量、拉引速度、玻璃带宽度和厚度进行自动控制，使生产效率高，产品均匀一致性好，成形质量好；且在机械成形过程中所述的成形加工设备包括有冷端机组，在冷端机组上设置有用于连接洗涤干燥、缺陷自动检测、喷粉和中片自动取板装箱堆垛设备的预留位置。而所述的进一步退火是为了消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的微观结构。
实施例三
主要工艺设备：配合料制备设备、电熔窑、浮法玻璃成形设备等。
一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤与实施例一基本相同，不同的是：
(1) 配合料制备：在配合料制备设备中，稀土添加剂稀土氧化物RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素钬Ho碳酸盐形式加入，按质量百分含量计，配合料制备中经过混合均匀得到配合料。配合料由以下成份和配比组成:

(2) 玻璃熔制：该步骤与实施例一相同。
(3) 机械成形：该步骤与实施例一相同，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。
实施例四
主要工艺设备：配合料制备设备、电熔窑、浮法玻璃成形设备等。
一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤与实施例二基本相同，不同的是：
(1) 配合料制备：在配合料制备设备中，稀土添加剂稀土氧化物RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素铒Er和铥Tm稀土氧化物，以重稀土元素的任意比例的碳酸盐富集物形式加入，经过混合均匀得到配合料。配合料由以下成份和配比组成:

(2) 玻璃熔制：该步骤与实施例二相同。
(3) 机械成形：该步骤与实施例二相同，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。
除上述实施例外，本发明的各项技术参数还可在优选数值范围内任意选择，本发明的各组份可按配方选择。具体配合料各成份及各成份的配比可根据实际需要做相应调整，以满足不同的使用要求。
除上述实施例外，本发明的实施方案还有许多，无法穷举，凡采用等同或等效替换的技术方案，均在本发明的保护范围之内。

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1、(10)申请公布号 CN 102951841 A (43)申请公布日 2013.03.06 CN 102951841 A *CN102951841A* (21)申请号 201110242311.5 (22)申请日 2011.08.23 C03C 3/095(2006.01) C03B 18/02(2006.01) (71)申请人扬州通和玻璃有限公司地址 225002 江苏省扬州市邗江区李典镇北洲工业园 (72)发明人吴友良王雅琼周丹张传恒陈新雨李自强 (74)专利代理机构常州市科谊专利代理事务所 32225 代理人侯雁 (54) 发明名称一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的。

2、制备方法 (57) 摘要特别涉及一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其步骤如下 :(1) 配合料制备：在现有高硼硅玻璃基础上添加稀土元素添加剂。应用上转换发光原理，将红外光和紫外光通过转换发光效应以可见光形式发光；稀土添加剂同时作为澄清剂、补色剂和转换发光耦合剂使用，提高玻璃的可见光透光率；稀土元素的硼酸盐玻璃折射率高、色散低，是一种新型光学玻璃。(2) 玻璃熔制：玻璃配合料在电熔窑中进行高温熔化成玻璃熔融液，经澄清均化、冷却后形成液态玻璃； (3) 机械成形：采用浮法生产技术将液态玻璃加工成平板玻璃。本发明方法制备的玻璃产品。

3、具有可见光高透过率，适用于作为制备太阳能光伏电池用玻璃基体材料和封装材料使用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 9 页附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 9 页附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下： (1) 配合料制备：在配合料制备设备中，按质量百分含量计进行混合配料得到配合料，配合料由以下成份和配比组成 : (2) 玻璃熔制：将上一步制备得到的玻璃配合料在电熔窑中采用玻璃熔制技术进行高温熔化成玻璃熔融液，经硅酸。

4、盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却后形成液态玻璃； (3) 机械成形：将上一步制备得到液态玻璃通过机械成形方式在成形加工设备中成形加工成平板玻璃，再经过进一步退火或淬火，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。 2. 根据权利要求 1 所述一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于：第一步配合料制备中稀土添加剂稀土氧化物 RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素钬 Ho、铒 Er 和铥 Tm 稀土氧化物，以重稀土元素的任意比例的碳酸盐富集物形式加入，经过混合均匀得到配合料。 3. 根据权利要求 1 所述一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，。

5、其特征在于：第三步机械成形中将液态玻璃通过浮法生产技术的机械成形方式加工成平板玻璃。 4. 根据权利要求 1 所述一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于 : 第三步机械成形过程中，对液态玻璃的流量、拉引速度、玻璃带宽度和厚度进行自动控制。权利要求书 CN 102951841 A 2 1/9 页 3 一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法技术领域 0001 本发明涉及一种硬质高硼硅玻璃的制备方法，特别涉及一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法。本发明方法具体涉及一种硬质高硼硅玻璃的硼硅酸盐玻璃成份组成、配方、玻璃熔制和机械成形的工艺和技术。本发。

6、明具有优良的电学性能，主要适用于作为太阳能光伏电池用硬质高硼硅玻璃使用。本发明属于功能玻璃技术领域。背景技术 0002 太阳能光伏电池转换依靠的是太阳能电池组件中的硅片将太阳能转换为电能的装置。硅片有很好的吸光作用和光伏转换效率，随着人们对太阳能电池核心器件和电池组件的不断改进，太阳能电池组件中的硅片的光伏电池转化效率在目前的工艺制作水平上已达到了极限，要想再提高太阳能电池的光伏电池转换效率已成为一个难题。因此，进一步降低太阳能光伏电池的制造成本是目前的重要研发方向。 0003 降低硅太阳电池成本的一种显而易见的手段，是通过在支撑衬底或者衬面（superstrate。

7、）上沉淀光伏能量转换薄膜来制造电池。特别是一种能够简单的制造这种多层电池的技术，即在玻璃衬底上用沉积技术得到的光伏能量转换薄膜来制造太阳能光伏电池，其中，具有高透光率、一定电性能和表面自洁清性功能等特点的特种玻璃，是新型薄膜太阳能电池（光伏电池）和光伏电池器件（电极发光器件）等领域使用的重要基础材料，经过在功能玻璃基片材料进一步采用外延技术处理，制得光伏电池和光伏电池器件。同时，作为目前太阳能电池组件，具有高透光率、一定电性能和表面自洁清性功能等特点的特种封装玻璃起覆盖和保护太阳能电池作用的玻璃具有非常重要的应用前景和广泛的应用领域。 0004 为。

8、了获得满足作为太阳能光伏电池用硬质高硼硅玻璃使用要求，生产玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序分别为： (1) 配料：按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、硼砂等。 0005 (2) 熔制：将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。玻璃料在窑池内熔制，玻璃的熔制温度大多在 1300 1600。因为熔制温度高，一般采用电流加热的电熔窑。 0006 (3) 成形：将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性。

9、液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。 0007 (4) 退火：玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。说明书 CN 102951841。

10、 A 3 2/9 页 4 0008 为了满足玻璃产品的生产和使用要求，玻璃主要原料中引入玻璃形成网络的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物；辅助原料包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等。 0009 目前，公知的技术作为太阳能光伏玻璃的封装玻璃起覆盖和保护作用的玻璃的透光率要求很高，一般要求要大于 91.6%，对大于 1200nm 的红外光有较高的反射率，厚度在 2 4mm 之间，一般为 3.2mm 左右。因而，前要想找到一种透光率高，膨胀系数小、又能够满足进一步在璃玻璃基片表面进行表面处理硬质硼硅玻的一直是一个难题。特别是将波长 8。

11、00nm 的红外光和波长 400nm 的紫外光采用转换发生原理得到以可见光形式发光，能够提高太阳能光伏电池的光伏效率，同时，降低因红外光和紫外光的热效应而导致的光伏效率下降的问题。发明内容 0010 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种透光性高、膨胀系数小、环保节能的太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法。该种制备方法能够满足进一步在璃玻璃基片表面进行表面处理硬质硼硅玻璃。特别是将波长 800nm 的红外光和波长 400nm 的紫外光采用转换发生原理得到以可见光形式发光，能够提高太阳能光伏电池的光伏效率，又能将紫外光和红外光转换为可见光的发光效率，提高能量。

12、的使用率，减少玻璃对光效衰减的影响，满足薄膜式太阳能光伏电池用要求的硬质高硼硅玻璃。 0011 实现上述目的技术方案是：一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤如下： (1) 配合料制备：在配合料制备设备中，按质量百分含量计进行混合配料得到配合料，配合料由以下成份和配比组成 : 说明书 CN 102951841 A 4 3/9 页 5 (2) 玻璃熔制：将上一步制备得到的玻璃配合料在电熔窑中采用玻璃熔制技术进行高温熔化成玻璃熔融液，经硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却后形成液态玻璃； (3) 机械成形：将上一步制备得到液态玻璃。

13、通过机械成形方式在成形加工设备中成形加工成平板玻璃，再经过进一步退火或淬火，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。 0012 进一步，第一步配合料制备中稀土添加剂稀土氧化物 RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素钬 Ho、铒 Er 和铥 Tm 稀土氧化物，以重稀土元素的任意比例的碳酸盐富集物形式加入，经过混合均匀得到配合料。 0013 进一步，第三步机械成形中将液态玻璃通过浮法生产技术的机械成形方式加工成平板玻璃。 0014 进一步，第三步机械成形过程中，对液态玻璃的流量、拉引速度、玻璃带宽度和厚度进行自动控制。 0015 本发明的主要技术原理：本发。

14、明的太阳能光伏电池用硬质高硼硅玻璃基础配方中加入稀土元素添加剂，充分应用稀土元素 4f 电子层结构特点使其化合物具有多种荧光特性。利用稀土元素的 4f 电子可在 7 个 4f 轨道之间任意分布，从而产生丰富的电子能级，可吸收或发射从紫外光、可见光到近红外区各种波长的电磁辐射（特别是在可见光区有很强的发射能力），使稀土发光材料呈现丰富多变的荧光特性，使添加稀土元素的玻璃产品的性能得到改善，既能阻止紫外光透过降低紫外光辐射量，又能将紫外光和红外光转换为可见说明书 CN 102951841 A 5 4/9 页 6 光的发光效率，提高能量的使用率，同时减少玻璃对。

15、可见光的衰减。 0016 本发明的技术方案主要在以下方面进行了创新： (1) 转换发光原理应用：在现有硬质高硼硅玻璃配方基础上，添加稀土元素添加剂。应用上转换发光原理，将红外光通过稀土元素添加剂上转换发光效应，将波长较长的激发光-红外光照射掺杂的稀土离子玻璃时，发射出波长小于激发光-红外光波长的可见光。特别是将波长 800nm 的红外光，采用上转换发生原理得到以可见光形式发光；应用下转换发光原理，将紫外光通过稀土元素添加剂下转换发光效应，将波长较短的激发光 - 紫外光照射掺杂的稀土离子的玻璃时，发射出波长大于激发光 - 紫外光波长的可见光。特别是将波长。

16、400nm 的紫外光，采用下转换发生原理得到以可见光形式发光。 0017 (2) 稀土添加剂同时作为澄清剂、补色剂和转换发光耦合剂使用，利用稀土添加剂作为澄清剂，可以达到传统澄清剂对太阳能光伏电池玻璃的澄清质量和效果，同时稀土添加剂作为颜色中和剂使用，提高玻璃的可见光透光率。 0018 (3) 针对硬质高硼硅玻璃的熔制特性，采用电熔制技术在电璃熔熔窑玻璃配合料在电熔窑中进行高温熔化成玻璃熔融液，经澄清均化、冷却后形成均匀、无气泡、符合成型要求的液态玻璃。 0019 (4) 采用公知的浮法生产技术将液态玻璃加工成平板玻璃，经过进一步通过退火、淬火工艺，消除或。

17、产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的微观结构，制备得到太阳能光伏电池用硬质高硼硅玻璃产品。 0020 实现本发明需要的主要工艺设备为 : 配合料制备设备、电熔窑、浮法玻璃成形设备等。 0021 本发明采用上述技术方案的优点是： (1) 采用选择的稀土离子添加剂掺杂的玻璃，在玻璃基体中掺杂稀土离子。采用的稀土离子钬Ho、铒Er和铥Tm添加剂，可将8001480nm泵浦下上转换为可见光发光，将吸收的红外光能量不经过热阶段直接转化为非平衡辐射的可见光；同时将可将 200 380nm 泵浦下通过下转换为可见光发光。玻璃兼具了优异的加工特性及化学稳定性，并具。

18、有量子效率大于 1 的突出优点。 0022 (2) 采用选择的稀土离子添加剂，采用氧化铈代替传统的氧化砷作玻璃澄清剂，清除气泡和微量带色元素，产品晶荧洁白、透明度好、玻璃强度和耐热性提高。特别是采用 Ce 和 Eu 的光相互补效应，提高了玻璃的透明性，可以加工成透明的太阳能光伏电池玻璃，应用前景广泛。 0023 (3) 充分利用稀土氧化物添加剂作为功能材料对紫外光、可见光、红外光的响应不同特性。 0024 (4) 吸收激发能量的能力强，转换效率高。稀土元素由于 4f 电子处于内层轨道，受外层 s 和 p 轨道的有效屏蔽，很难受到外部环境的干扰， 4f 能级差极小。。

19、f-f 跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高。 0025 (5) 采用碳酸稀土富集物代替纯稀土氧化物作为稀土元素添加剂，可使生产成本大幅度降低。采用电熔炉技术符合国家的 “节能减排” 低碳经济的产业导向，具有占地面积少、清洁、环保、劳动强度低等特点。 0026 (6) 产品物理化学性能稳定，可承受大功率高能射线和强紫外光的作用。产品优说明书 CN 102951841 A 6 5/9 页 7 良的电学性能，满足作为太阳能光伏电池使用要求，具有产品膨胀系数小、料的封接。具可见光高透过率，且具有抗紫外和防暴晒性能。 0027 本发明制备的玻璃透光性高，膨胀系数。

20、小，环保节能，适用于作为制备太阳能光伏电池用玻璃基体材料和封装材料使用。本发明方法能够满足进一步在璃玻璃基片表面进行表面处理硬质硼硅玻璃。特别是将波长 800nm 的红外光和波长 400nm 的紫外光采用转换发生原理得到以可见光形式发光，能够提高太阳能光伏电池的光伏效率，又能将紫外光和红外光转换为可见光的发光效率，提高能量的使用率，减少玻璃对光效衰减的影响，满足薄膜式太阳能光伏电池用要求的硬质高硼硅玻璃。本发明方法制备的玻璃产品具有可见光高透过率，适用于作为制备太阳能光伏电池用玻璃基体材料和封装材料使用。附图说明 0028 附图为本发明的工艺流程图。具体实施。

21、方式 0029 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。 0030 实施例一主要工艺设备：配合料制备设备、电熔窑、浮法玻璃成形设备等。 0031 一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤如下： (1) 配合料制备：在配合料制备设备中，稀土添加剂稀土氧化物 RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素铒 Er 碳酸盐形式加入，按质量百分含量计，配合料制备中经过混合均匀得到配合料。配合料由以下成份和配比组成：说明书 CN 102951841 A 7 6/9 页 8 (2) 玻璃熔制：将上一步制备得到的玻璃配合料在电熔窑中采用公知的。

22、玻璃熔制技术进行高温熔化成玻璃熔融液，经硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却后形成均匀、无气泡、符合成型要求的液态玻璃。 0032 (3) 机械成形：将上一步制备得到液态玻璃通过浮法生产技术的机械成形方式在成形加工设备中成形加工成平板玻璃，再经过进一步退火或淬火，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。其中在机械成形过程中，对液态玻璃的流量、拉引速度、玻璃带宽度和厚度进行自动控制，使生产效率高，产品均匀一致性好，成形质量好；且在机械成形过程中所述的成形加工设备包括有冷端机组，在冷端机组上设置有用于连接洗涤干燥、缺陷自动检测、喷粉和中片自动取。

23、板装箱堆垛设备的预留位置。而所述的进一步退火是为了消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的微观结构。 0033 本发明通过调整玻璃配合料的成份组成，可获取良好的玻璃熔化和成形工艺参数，使其具有相对较低的成形温度起始点，具有较长的玻璃料性能。制备得到的玻璃理化性能、电化学性能优良，符合太阳能光伏电池使用要求。抗曝晒性能优、长时间曝晒不易变色，不含有人为加入的有害元素，是绿色、环保型太阳能光伏电池玻璃。本发明制备出的玻璃具有以下特点： (1) 软化点高，为后继玻璃表面处理的热加工提供了条件。 0034 (2) 膨胀系数小，可提高涂层制备过程中因。

24、热效应而引起的结合力减小问题。 0035 (3) 具有优良的耐酸、水稳定性，进一步提高后继表面涂层有玻璃基片上的结合力。说明书 CN 102951841 A 8 7/9 页 9 0036 (4) 机械强度高，为作为功能玻璃结构材料使用提供了条件。 0037 (5) 因膨胀系数小，为满足涂层的加工工艺创造了条件。 0038 (6) 具有优良的适光和热稳定性，满足太阳能光伏环境使用的条件。 0039 实施例二主要工艺设备：与实施例一相同。 0040 一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤如下： (1) 配合料制备：在配合料制备设备中，稀土添加剂稀土。

25、氧化物 RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素钬 Ho 碳酸盐形式加入，按质量百分含量计，配合料制备中经过混合均匀得到配合料。配合料由以下成份和配比组成 : (2) 玻璃熔制：将上一步制备得到的玻璃配合料在电熔窑中采用公知的玻璃熔制技术进行高温熔化成玻璃熔融液，经硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却后形成均匀、无气泡、符合成型要求的液态玻璃。 0041 (3) 机械成形：将上一步制备得到液态玻璃通过浮法生产技术的机械成形方式在成形加工设备中成形加工成平板玻璃，再经过进一步淬火，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。其中在机械成形过程中，对液。

26、态玻璃的流量、拉引速度、玻璃带宽度和厚度进行自动控制，使生产效率高，产品均匀一致性好，成形质量好；且在机械成形过程中所述的成形加工设备包括有冷端机组，在冷端机组上设置有用于连接洗涤干燥、缺陷自动检测、喷粉和中片自动取板装箱堆垛设备的预留位置。而所述的进一步退火是为了消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的微观结构。说明书 CN 102951841 A 9 8/9 页 10 0042 实施例三主要工艺设备：配合料制备设备、电熔窑、浮法玻璃成形设备等。 0043 一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤与实施例一基本相。

27、同，不同的是： (1) 配合料制备：在配合料制备设备中，稀土添加剂稀土氧化物 RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素钬 Ho 碳酸盐形式加入，按质量百分含量计，配合料制备中经过混合均匀得到配合料。配合料由以下成份和配比组成 : (2) 玻璃熔制：该步骤与实施例一相同。 0044 (3) 机械成形：该步骤与实施例一相同，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。 0045 实施例四主要工艺设备：配合料制备设备、电熔窑、浮法玻璃成形设备等。 0046 一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法，所述方法步骤与实施例二基本相同，不同的是： (1) 配合。

28、料制备：在配合料制备设备中，稀土添加剂稀土氧化物 RE2O3以稀土的碳酸盐形式加入，其中重稀土元素铒Er和铥Tm稀土氧化物，以重稀土元素的任意比例的碳酸盐富集物形式加入，经过混合均匀得到配合料。配合料由以下成份和配比组成 : 说明书 CN 102951841 A 10 9/9 页 11 (2) 玻璃熔制：该步骤与实施例二相同。 0047 (3) 机械成形：该步骤与实施例二相同，制备出太阳能光伏电池用高硼硅玻璃。 0048 除上述实施例外，本发明的各项技术参数还可在优选数值范围内任意选择，本发明的各组份可按配方选择。具体配合料各成份及各成份的配比可根据实际需要做相应调整，以满足不同的使用要求。 0049 除上述实施例外，本发明的实施方案还有许多，无法穷举，凡采用等同或等效替换的技术方案，均在本发明的保护范围之内。说明书 CN 102951841 A 11 1/1 页 12 图 1 说明书附图 CN 102951841 A 12 。

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