專利名稱：物理鋼化玻璃、太陽能電池板和彼等的制造方法
技術領域：
本申請案有關ー種物理鋼化玻璃，尤其是一種厚度薄，且具有良好機械性質(zhì)、熱穩(wěn)定性和透光率的物理鋼化玻璃，其可用于光學玻璃、車用玻璃、建筑玻璃、裝飾玻璃和航空玻璃，特別是太陽能電池板中。
背景技術：
鋼化玻璃又稱為強化玻璃，比一般玻璃具有較好的機械性質(zhì)和熱穩(wěn)定性。一般普通退火玻璃的抗張強度(tensile strength)約為40MPa,而鋼化玻璃約為120至200MPa,視玻璃的厚度、邊緣處理、是否鉆孔或挖槽而異。鋼化玻璃就是增加了玻璃的抗張強度。玻璃若事先經(jīng)過鋼化處理，則可以允許150至200°C的溫度差，同時也增加了安全性，因此廣泛應用于各領域中。 鋼化玻璃是平板玻璃，如浮法玻璃或退火玻璃的二次加工產(chǎn)品，其是利用物理或化學方法，在玻璃表面上形成一個壓應カ層，同時在玻璃內(nèi)部形成一個張應カ層。當玻璃受到外力作用時，這個壓應カ層可將部分張應カ抵銷，避免玻璃的碎裂。即使玻璃局部發(fā)生破損，則會發(fā)生應カ釋放，使得玻璃破碎成沒有尖銳棱角、不易傷人的無數(shù)小塊。鋼化玻璃因加工方式不同可分為物理鋼化玻璃和化學鋼化玻璃。物理鋼化玻璃又稱為淬火鋼化玻璃，其是將一般平板玻璃切割成所需的大小，進行磨邊或鉆孔，然后放在滾輪桌上，推入鋼化爐中加熱到接近玻璃的軟化溫度(約600至6500C )，通過玻璃自身的形變消除內(nèi)部應カ，然后將玻璃移出鋼化爐，再用多頭噴嘴將高壓冷空氣吹向玻璃的兩面，使其迅速且均勻地冷卻至室溫。冷卻后，會在玻璃表面造成壓應力，而玻璃內(nèi)部形成張應力，從而達到提高玻璃強度的目的。由于此種鋼化方式并不改變玻璃的化學組成，因此稱為物理鋼化玻璃。物理鋼化玻璃的強度比一般玻璃高約3至5倍，且制程簡單，費用低廉，使用壽命長，通常可以達到20年左右的時間，是目前市面上最常使用的鋼化玻璃。但由于藉由滾輪桌進行加熱的方式限制，物理鋼化玻璃的厚度需在3毫米以上，才不會造成玻璃的變形。然而如使用的玻璃太厚，將增加產(chǎn)品的自身重量，不僅增加運輸重量，如使用在建筑物頂部或屋頂表面，將加大承受重量，造成使用上的限制。此外，玻璃厚度越厚透光率則越差?；瘜W鋼化玻璃是通過改變玻璃表面的化學組成來提高玻璃的強度，一般是應用表面脫堿或堿金屬離子交換法等方法進行鋼化?；瘜W鋼化方式改變了玻璃表面所含的成份，使得玻璃產(chǎn)生很大的耐壓力，其效果與物理鋼化玻璃類似?；瘜W鋼化玻璃的強度比一般玻璃強約9至15倍，且較無加工上厚度的限制。然而，化學鋼化玻璃很容易因為環(huán)境因素造成破壞，且后續(xù)涂膜不易，容易產(chǎn)生脫膜現(xiàn)象，因此使用壽命較短，通常只有不到10年，且費用較高，造成使用上的限制。有鑒于此，本發(fā)明即針對前述問題所為的研發(fā)成果。本案發(fā)明人發(fā)現(xiàn)使用氣動加熱方式來鋼化玻璃，可以制得較薄的物理鋼化玻璃，且并不影響或甚可提升鋼化玻璃的機械性質(zhì)、熱穩(wěn)定性和透光率，以符合業(yè)界需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在第一方面，本發(fā)明提供ー種物理鋼化玻璃，其具有較薄的厚度和良好的機械性質(zhì)、熱穩(wěn)定性和透光率。本發(fā)明的物理鋼化玻璃可用于多種領域，如光學玻璃、車用玻璃、建筑玻璃、裝飾玻璃和航空玻璃，特別是太陽能電池板中。在第二方面，本發(fā)明提供ー種物理鋼化玻璃的制造方法，其包括將玻璃經(jīng)氣動加熱處理。在第三方面，本發(fā)明提供一種太陽能電池板，其包括上述較薄的物理鋼化玻璃。本發(fā)明的太陽能電池板具有良好的機械性質(zhì)、熱穩(wěn)定性和透光率，能有效提升電池層的效率，且整體重量大幅減輕，不但能降低成本，且應用范圍更廣。在第四方面，本發(fā)明提供ー種上述太陽能電池板的制造方法。
具體實施方式
于本文中，除非特別限定，単數(shù)形「一」及「所述」亦包括其附復數(shù)形。本文中任何及所有實施例及例示性用語(如「例如」)目的僅為了更加突顯本發(fā)明，并非針對本發(fā)明的范圍構成限制，本案說明書中的用語不應被視為暗示任何未請求的組件可構成實施本發(fā)明時的必要組件。本發(fā)明的物理鋼化玻璃具有較市售物理鋼化玻璃更薄的厚度。本發(fā)明的物理鋼化玻璃具有約O. 8毫米至約2. 8毫米，較佳約I. 5毫米至約2. 5毫米，且更佳約2. O毫米的厚度，視應用的產(chǎn)品的需求而定。此外，本發(fā)明的物理鋼化玻璃具有良好的機械性質(zhì)，其包括約120MPa至約300MPa,較佳約 150MPa 至約 250MPa 的抗壓強度(compressive Strength),約 120MPa 至約300MPa,較佳約150MPa至約250MPa的抗彎強度(bending strength),和約90MPa至約180MPa,較佳約 IOOMPa 至約 150MPa 的抗拉強度(tensile strength)。另外，本發(fā)明的物理鋼化玻璃具有極佳的透光率，透光率是與玻璃的厚度有關。在本發(fā)明的一具體實施態(tài)樣中，具有厚度約為2. O毫米的物理鋼化玻璃基板具有約92%至約93%的透光率。在本發(fā)明的ー實施態(tài)樣中，物理鋼化玻璃的制造方法包括以下步驟提供具有約O. 8毫米至約2. 8毫米的厚度的平板玻璃；將平板玻璃經(jīng)氣動加熱處理；和冷卻平板玻璃。在本發(fā)明中，適合的平板玻璃是本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所習知者，且可由任何習知方法制得，其例如但不限于浮法玻璃或退火玻璃。在本發(fā)明中，術語「氣動加熱」是指物體與空氣或其它氣體作高速相對運動時所產(chǎn)生的高溫氣體對物體的傳熱過程。在本發(fā)明的一較佳實施態(tài)樣中，氣動加熱處理是在ー氣動加熱鋼化爐，如李賽克公司(LiSEC)生產(chǎn)的平板鋼化爐(LiSEC' s flatbed temperingfurnace)中進行。在本發(fā)明的ー實施態(tài)樣中，氣動加熱處理的加熱溫度為約600°C至約750°C，較佳為約630°C至約700°C。
在本發(fā)明中用來冷卻平板玻璃的方法是本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所習知者，較佳是以空氣使用噴嘴急速冷卻。在本發(fā)明的ー實施態(tài)樣中，物理鋼化玻璃的制造方法可視需要包括其它步驟，如在經(jīng)氣動加熱處理前，將平板玻璃切割成所需尺寸、磨邊或鉆孔；在經(jīng)氣動加熱處理前，于平板玻璃上形成ー涂層，其例如但不限于抗反射層、透明導電薄膜、透明金屬氧化物薄膜、化合物薄膜或金屬薄膜；和在冷卻玻璃后，于平板玻璃上形成ー涂層，其例如但不限于抗反射層、透明導電薄膜、透明金屬氧化物薄膜、化合物薄膜或金屬薄膜。在本發(fā)明的一較佳實施態(tài)樣中，可于形成涂層后，將玻璃經(jīng)加熱爐加熱和冷卻處理，以增加涂層與玻璃的間的附著力，其中加熱爐的溫度例如但不限于約100°C至約600°C，較佳為約250°C至約400°C。本發(fā)明是使用氣動加熱方式來鋼化玻璃，玻璃與鋼化爐不直接接觸，不會造成玻璃的變形，適用鋼化較薄的玻璃。此外，本發(fā)明藉由以上方法制得的物理鋼化玻璃，具有良 好的機械性質(zhì)、熱穩(wěn)定性和透光率，可用于多種領域，如光學玻璃、車用玻璃、建筑玻璃、裝飾玻璃和航空玻璃，特別是太陽能電池板的玻璃基板、中空玻璃、隔熱玻璃或隔音玻璃，最佳是太陽能電池板中?；诖?，本發(fā)明另提供一種太陽能電池板，其包括以本文中所述的的物理鋼化玻璃作為玻璃基板；光伏電池層；和背板。在本發(fā)明的太陽能電池板中，光伏電池層是本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所習知者。在本發(fā)明的ー實施態(tài)樣中，光伏電池層是選自由晶圓型光伏電池層和薄膜型光伏電池層所組成的群組，其例如但不限干，單晶硅光伏電池層、多晶硅光伏電池層、紳化鉀光伏電池層、非晶硅光伏電池層、碲化鎘光伏電池層、銅銦硒光伏電池層、銅銦鎵硒光伏電池層或染料敏化光伏電池層。而電池層中的各電池片的間是由導線串、并聯(lián)匯集到弓I線端。在本發(fā)明的太陽能電池板中，背板是本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所習知者，其例如但不限于玻璃基板、塑料板、不銹鋼板、鋁板或復合材料。本發(fā)明的太陽能電池板另視需要包括其它組件，其例如但不限于抗反射層、隔熱保溫層或吸熱板。本發(fā)明使用具有約O. 8毫米至約2. 8毫米的物理鋼化玻璃作為玻璃基板，與習知一般使用3. O毫米或4. O毫米的玻璃基板相比，體積、重量均下將約30%至約80%，較佳為約40%，從而降低了太陽能電池板的整體重量和體積，也相應降低了包裝和運輸成本，減少了電站支架、屋頂和其它建筑物的承重。太陽能電池板可在其它エ藝、生產(chǎn)條件不變的情況下，使太陽能電池板生產(chǎn)、運輸和安裝的總成本有較大幅度降低，并為太陽能電池板發(fā)電上網(wǎng)電價接近火電電價創(chuàng)造了條件，經(jīng)濟效益巨大。本發(fā)明亦提供一種制造太陽能電池板的方法，其包括以下步驟提供本文中所述的物理鋼化玻璃作為玻璃基板；于玻璃基板上形成光伏電池層；和將背板設置于光伏電池層上。
在本發(fā)明的ー實施態(tài)樣中，光伏電池層是藉由黏著劑密封在玻璃基板和背板的中間，其中所使用的黏著劑是本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所習知者，其例如但不限于，聚こ烯醇縮丁醛樹脂(PVB)復合層或こ烯-醋酸こ烯共聚物(EVA)復合層。本發(fā)明的太陽能電池板是使用較薄且具有良好機械性質(zhì)、熱穩(wěn)定性和透光率的物理鋼化玻璃作為玻璃基板，因此可有效提升電池層的效率，產(chǎn)生更多的電能，具有更高的強度，且可以承受更大的風壓和較大的日夜溫差變化。此外，整體重量大幅減輕，不但能降低成本，且應用范圍更廣。本發(fā)明ー個或ー個以上實施例的細節(jié)將于以下描述中予以闡述。根據(jù)這些描述以及權利要求書，將可容易地了解本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)勢。 實施例I制備本發(fā)明的物理鋼化玻璃將一大片退火玻璃切割為所需的長度2公尺、寬度I公尺和厚度2毫米，接著進行磨邊，和于后續(xù)安裝接線盒的位置鉆孔或切割出所需形狀，然后將其推入李賽克公司(LiSEC)生產(chǎn)的平板氣動鋼化爐中，以約600°C的空氣加熱，然后將玻璃移出平板氣動鋼化爐，再用多頭噴嘴將高壓冷空氣吹向玻璃的兩面，使其迅速且均勻地冷卻至室溫。給定上述內(nèi)容，本發(fā)明使用氣動加熱方式來進行玻璃的鋼化處理，極適合用來鋼化薄玻璃。此外，本發(fā)明藉由氣動加熱處理所得到的物理鋼化玻璃具有良好的機械性質(zhì)、熱穩(wěn)定性和透光率，適合應用于多種領域，特別是太陽能電池板中，可有效提升太陽能電池板中電池層的效率，產(chǎn)生更多的電能，可承受更大的風壓和較大的日夜溫差變化，降低整體重量，和降低成本，使其應用范圍更為廣泛。雖然已參考說明性實施例描述了本發(fā)明，但應理解，所屬領域的技術人員可易于實現(xiàn)的任何修改或更改將屬于本說明書和所附權利要求書的掲示內(nèi)容的范圍內(nèi)。
權利要求
1.ー種物理鋼化玻璃，其具有約O. 8毫米至約2. 8毫米的厚度，約120MPa至約300MPa的抗壓強度，約120MPa至約300MPa的抗彎強度，和約90MPa至約180MPa的抗拉強度。
2.根據(jù)權利要求I所述的物理鋼化玻璃，其具有約I.5毫米至約2. 5毫米的厚度。
3.根據(jù)權利要求2所述的物理鋼化玻璃，其具有約2.O毫米的厚度。
4.根據(jù)權利要求I所述的物理鋼化玻璃，其具有約150MPa至約250MPa的抗壓強度，約150MPa至約250MPa的抗彎強度，和約IOOMPa至約150MPa的抗拉強度。
5.根據(jù)權利要求I所述的物理鋼化玻璃，其中所述的物理鋼化為氣動加熱鋼化。
6.根據(jù)權利要求I所述的物理鋼化玻璃，其是用于光學玻璃、車用玻璃、建筑玻璃、裝飾玻璃或航空玻璃中。
7.根據(jù)權利要求6所述的物理鋼化玻璃，其是用于太陽能電池板的玻璃基板、中空玻璃、隔熱玻璃或隔音玻璃中。
8.ー種根據(jù)權利要求I所述的物理鋼化玻璃的制造方法，其包括以下步驟 提供具有約O. 8毫米至約2. 8毫米的厚度的平板玻璃； 將所述的平板玻璃經(jīng)氣動加熱處理；和 冷卻所述的平板玻璃。
9.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其中所述的氣動加熱處理是在氣動加熱鋼化爐中進行。
10.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其中所述的氣動加熱處理的溫度為約600°C至約750 °C。
11.根據(jù)權利要求10所述的制造方法，其中所述的氣動加熱處理的溫度為約630°C至約 700 V ο
12.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其進ー步包括在經(jīng)氣動加熱處理前，將所述的平板玻璃切割、磨邊或鉆孔。
13.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其進ー步包括在經(jīng)氣動加熱處理前，于所述的平板玻璃上形成涂層。
14.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其進ー步包括在冷卻所述的玻璃后，于所述的平板玻璃上形成涂層。
15.根據(jù)權利要求14所述的制造方法，其進ー步包括在形成所述的涂層后，將所述的平板玻璃經(jīng)加熱和冷卻處理。
16.—種太陽能電池板,其包括 以根據(jù)權利要求I所述的物理鋼化玻璃作為玻璃基板； 光伏電池層；和 背板。
17.根據(jù)權利要求16所述的太陽能電池板，其中所述的光伏電池層是選自由晶圓型光伏電池層和薄膜型光伏電池層所組成的群組。
18.根據(jù)權利要求16所述的太陽能電池板，其中所述的光伏電池層是選自由單晶硅光伏電池層、多晶硅光伏電池層、紳化鉀光伏電池層、非晶硅光伏電池層、碲化鎘光伏電池層、銅銦硒光伏電池層、銅銦鎵硒光伏電池層和染料敏化光伏電池層所組成的群組。
19.根據(jù)權利要求16所述的太陽能電池板，其中所述的背板是選自由玻璃基板、塑料板、不銹鋼板、鋁板和復合材料所組成的群組。
20.一種制造太陽能電池板的方法，其包括以下步驟 提供根據(jù)權利要求I所述的物理鋼化玻璃作為玻璃基板； 于所述的玻璃基板上形成光伏電池層；和 將背板設置于所述的光伏電池層上。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種物理鋼化玻璃，其具有約0.8毫米至約2.8毫米的厚度，約120MPa至約300MPa的抗壓強度，約120MPa至約300MPa的抗彎強度，和約90MPa至約180MPa的抗拉強度。本發(fā)明亦揭示一種包括上述物理鋼化玻璃的太陽能電池板。本發(fā)明亦揭示上述物理鋼化玻璃和上述太陽能電池板的制造方法。
文檔編號H01L31/048GK102863146SQ20111019852
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權日2011年7月6日
發(fā)明者林金錫, 林金漢 申請人:常州亞瑪頓股份有限公司