(57)【要約】【課題】太陽光発電適用に特に好適でありかつ太陽光発電に改善された結果をもたらすガラスを提供すること。【解決手段】本発明は、ガラスが含水量＜２５ｍｍｏｌ／リットル及び特に＞１ｍｍｏｌ／リットルを有する、太陽光発電適用のためのガラスの使用に関する。好ましくは使用されるガラスは、＞５８０℃の範囲内の変態点Ｔｇ、＜１１５０℃の範囲内の作業温度（「ＶＡ」）及び約７〜１１×１０−６／Ｋの範囲内の熱膨張係数を示す。これらガラスは、半導体毒、例えば鉄、ヒ素及びホウ素を放出することなく、高温処理に使用することができ、かつとりわけＣｄ−Ｔｅ−太陽光発電適用もしくはＣＩＳ−太陽光発電適用ないしはＣＩＧＳ−太陽光発電適用に適当である。というのも加工性／より高い温度でのより高い熱安定性に基づいた、従来使用されたソーダ石灰ガラスと異なる析出が行なわれることができ、これには大きな利点が伴うからである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスが含水量＜２５ｍｍｏｌ／リットルを有する、太陽光発電適用のためのガラスの使用。
【請求項２】
前記ガラスが含水量＜２０ｍｍｏｌ／リットル、特に＜１５ｍｍｏｌ／リットル、殊に＜１０ｍｍｏｌ／リットルを有することを特徴とする請求項１記載の使用。
【請求項３】
前記太陽光発電適用がＣｄ−Ｔｅ−太陽光発電適用、ＣＩＳ−太陽光発電適用もしくはＣＩＧＳ−太陽光発電適用から選択されていることを特徴とする請求項１又は２記載の使用。
【請求項４】
前記太陽光発電適用が薄膜太陽光発電適用であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の使用。
【請求項５】
前記ガラスが基板ガラス、上層ガラス及び／又はカバーガラスとして使用されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の使用。
【請求項６】
前記ガラスが薄膜太陽電池の基板として使用されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の使用。
【請求項７】
前記ガラスが平板状の、曲げられた、球状の、もしくは円筒状の形の基板として使用されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の使用。
【請求項８】
前記ガラスがＮａ２Ｏ含量＞１０重量％、特に＞１２重量％、殊に＞１５重量％を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の使用。
【請求項９】
前記ガラスが＞５８０℃、特に＞６００℃の範囲内の変態点Ｔｇを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１０】
前記ガラスが＜１２７０℃、特に＜１２００℃、殊に＜１１５０℃の範囲内の作業温度（「ＶＡ」）を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１１】
前記ガラスが２０〜３００℃の温度範囲内で約７〜１１×１０−６／Ｋ、特に約８〜１０×１０−６／Ｋ、殊に約８．５〜１０×１０−６／Ｋの範囲内の熱膨張係数を示すことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１２】
前記ガラスが次のガラス組成（酸化物ベースでの重量％）からなるか又は含有し：
ＳｉＯ２        ４９〜６９重量％、
好ましくは４９〜＜６１重量％、
Ｂ２Ｏ３      ０〜２重量％、
好ましくはＢ２Ｏ３      ０重量％、
Ａｌ２Ｏ３      ＞４．７〜１９重量％、
好ましくはＡｌ２Ｏ３  ＞５〜１７重量％、
Ｌｉ２Ｏ      ０〜４重量％、
好ましくはＬｉ２Ｏ      ０〜＜０．３重量％、
Ｎａ２Ｏ      ＞１０〜１８重量％、
好ましくは      ＞１５〜１８重量％、
Ｋ２Ｏ      ＞０〜８重量％、
好ましくはＫ２Ｏ      ＞０〜＜５重量％、
特にＫ２Ｏ      ＞０〜＜４重量％、
（ただしＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計    ＞１０〜１９重量％）
ＭｇＯ      ０〜６重量％、
ＣａＯ      ０〜＜５重量％、
ＳｒＯ      ０〜７重量％、
好ましくはＳｒＯ      ０〜＜０．５重量％、
ＢａＯ      ０〜１０重量％、
好ましくはＢａＯ      １〜９重量％、
特に好ましくはＢａＯ  ２〜４重量％、
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計    ７〜１５重量％）
Ｆ      ０〜３重量％、
ＴｉＯ２      ０〜６重量％、
好ましくはＴｉＯ２      ＞０．１〜５重量％、
Ｆｅ２Ｏ３      ０〜０．５重量％、
ＺｒＯ２      ＞０〜６重量％、
好ましくはＺｒＯ２      １〜６重量％、
特に好ましくはＺｒＯ２      １．５〜５重量％、
（ただしＢａＯ＋ＺｒＯ２の合計    ２〜１５重量％、
好ましくは                      ３〜１５重量％）
ＺｎＯ      ０〜３重量％、
好ましくはＺｎＯ      ０〜２重量％、
特に好ましくは        ０．３〜１．８重量％、
ＣｅＯ２      ０〜３重量％、
ＷＯ３      ０〜３重量％、
Ｂｉ２Ｏ３      ０〜３重量％、
ＭｏＯ３      ０〜３重量％、
その際、前記ガラスが通常の清澄剤、例えば硫酸塩、塩化物、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、ＳｎＯ２を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光発電適用のための特殊なガラスの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電は太陽エネルギーから電気エネルギーへの直接の変換である。太陽光発電のエネルギー変換は太陽光発電装置における太陽電池、より大きなユニットの場合にはいわゆるソーラーモジュールの形の太陽電池を用いて行なわれる。この種の発電装置は例えば屋根平面、駐車券自動販売機、ポケット電卓、吸音壁及び空き地に使用される。得られた電力はその場で使用することもできるし、蓄電池に蓄電することもできるし、電力供給網に供給することもできる。公共の電力供給網へのエネルギーの供給の場合には太陽電池により得られた直流電圧からインバータにより交流電圧に変換される。
【０００３】
太陽電池は種々の基準により分類される。最も通用している基準は材料の厚さであり、厚膜電池と薄膜電池に区別される。もう一つの基準は使用される材料である。世界的に最も多用されるのはシリコンであり、例えば単結晶セル（ｃ−Ｓｉ）、多結晶セル（ｐｏｌｙ−Ｓｉもしくはｍｃ−Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）及び結晶シリコン、例えば微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）である。半導体材料も次のとおり使用される：例えばＩＩＩ−Ｖ−半導体太陽電池、例えばＧａＡｓ電池、ＩＩ−ＶＩ−半導体太陽電池、例えばＣｄＴｅ電池、又はＩ−ＩＩＩ−ＶＩ−半導体太陽電池、殊にＣＩＳ−もしくはＣＩＧＳ太陽電池（黄銅鉱、英語でｃｏｐｐｅｒ、ｉｎｄｉｕｍ、ｇａｌｌｉｕｍ、ｓｕｌｆｕｒ、もしくはｓｅｌｅｎｉｕｍ）の場合である。ＣＩＧＳはＣｕ（Ｉｎ１−ｘ，Ｇａｘ）（Ｓ１−ｙ，Ｓｅｙ）２を表し、太陽電池のための公知の薄膜技術であり、かつ使用された元素の銅、インジウム、ガリウム、硫黄及びセレンの略語である。重要な例はＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（銅−インジウム−ガリウム−ジセレニド）又はＣｕＩｎＳ２（銅−インジウム−ジスルフィド）である。
【０００４】
薄膜電池には、基板と蒸着される物質により種々のバリエーションがある。シリコンウェーハ製の結晶系太陽電池に比べ薄膜電池は約１００倍薄い。薄膜電池は伝統的な太陽電池（シリコンウェーハをベースとする結晶系太陽電池）とはとりわけその製造方法と使用される材料の膜厚とで異なる。薄膜技術の利点は比較的短い価値創造連鎖である。というのも半導体、セル及びモジュールの製造が一手にあるからである。殊に半導体複合材ベース、例えばＣｄＴｅ又はＣＩＧＳ上の薄膜太陽電池は卓越した安定性ならびに著しく高いエネルギー変換効率を示す。半導体複合材はとりわけ、直接遷移形半導体であって既に比較的薄い層（約２μｍ）でも太陽光を効果的に吸収することに優れている。薄膜技術を用いると、長年にわたって安定した効率を示す特に長寿命のモジュールを得ることができる。薄膜太陽電池のもう一つの利点は、比較的簡単かつ比較的大面積で製造することができることである。したがって薄膜太陽電池は今日最大の市場占有率をなしている。
【０００５】
しかしながら、このような薄い光活性層のための析出技術は、高い効率を達成するためには高いプロセス温度を必要とする。典型的な温度範囲はこの場合には温度４５０〜６００℃であり、その際、この最大温度は実際には前記基板によるだけで制限される。大面積の適用には基板としてガラスが使用されるのが通常である。通常このガラスは経済的な熟慮、とりわけ少ないコストに基づいて、かつほぼ半導体層に適合されたその熱膨張係数（ＣＴＥ、Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）ゆえに使用されるフロートソーダ石灰ガラス（窓ガラス）である。黄銅鉱−半導体層が基板としてのソーダ石灰ガラス上に載せられた太陽電池は、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００６】
しかしながら、コスト削減は太陽光発電における薄膜技術にとってもますます大きくなりつつある役割を果たしている。コスト削減はとりわけ材料使用量の削減、工程所要時間の短縮及びこれに関連してより高い処理能力ならびに歩留りの増大によって達成することができる。
【０００７】
ソーダ石灰ガラスは約４９０〜５２０℃の変態点を有し、これにより５２５℃を超える全ての続いての工程（ＣＩＧＳ被覆の場合には通常の工程温度５３０℃−目下最大５８０℃）が困難となる。というのも、さもなければ板ガラスの場合のいわゆる「サギング（ｓａｇｇｉｎｇ）」ないしはガラス管の場合の「ボウ（Ｂｏｗ）」がもたらされ、即ちゆがみがもたらされ、かつ曲がり始めるからである。このことは、被覆すべき基板が大きければ大きいほど、かつ工程温度がガラスの変態点（Ｔｇ）に近似すればするほど、ないしはこれを超えれば超えるほどますますあてはまる。ゆがみ又は曲がりによって、とりわけいわゆるインライン処理／設備の場合に処理能力及び歩留りが顕著に悪化する問題がもたらされる。
【０００８】
さらに、半導体複合材ベース上の薄膜太陽電池の電気的性質の改善が達成されうるのは、薄膜太陽電池がより高い温度、即ち＞５５０℃で析出される場合であることは一般に公知である。したがって、このように比較的高い析出速度及び冷却速度ならびに太陽光発電部品の高められた性能を達成するために、半導体複合材薄膜の析出処理をより高い温度で実施することが望ましい。既述のとおり、このことは基板としてソーダ石灰ガラスを用いたのでは達成することができない。
【０００９】
太陽光発電に使用するための多数のガラスは次のとおり従来技術で既に公知である。
【００１０】
半導体複合材ベースの薄膜太陽光発電モジュールのためのガラス基板としてのソーダ石灰ガラスに対する別の選択肢は例えば特許文献３に記載されている。例えば特許文献３はアルカリ含有のアルミノホウケイ酸ガラスを開示しているが、しかしながら、その熱膨張係数（ＣＴＥ）α２０／３００が４．５〜６．０×１０−６／Ｋの範囲内であり、それは第１の層のＣＴＥ、即ちバック接点（例えばモリブデン製の）に相当する。したがってこのような基板にはＣＩＧＳ層の層付着は保証されていない。さらにガラスは、特に高温、即ち＞５５０℃で基板から揮発／放散することができかつＣＩＧＳ系における半導体毒として作用するＢ２Ｏ３を８重量％まで含有する。確かにホウ素を含有する可能性があるが、しかしながらこのホウ素は揮発せず、かつしたがって析出工程、ひいては半導体層にとって無害である基板が望まれる。
【００１１】
特許文献４にはさらに半導体複合材ベースの太陽電池が記載されており、この場合、ガラス基板はソーダ石灰ガラスに類似の組成を有する。しかしながら、このガラスには高い含量のアルカリ土類イオンが含まれ、このことによって基板内のこのアルカリイオンの移動度が劇的に減じられるかないしは阻止される。アルカリイオンが半導体複合材薄膜の膜析出中に重要な役割を果たすことが一般に公知であり、したがって基板を、空間的ならびに時間的に均一なアルカリイオン放出を可能にする析出工程に使用されることが望ましい。
【００１２】
さらに特許文献５は電極層、薄膜シリコン並びにドープガラス及び／又はドープガラスセラミックスからなるコンバータープレートを含む太陽光発電モジュールを開示し、この場合、ガラス又はガラスセラミックスからなるコンバータープレートは少なくとも１．４９の屈折率ｎを有しかつ少なくとも１種の非鉄金属及び／又は少なくとも１種の希土類元素でドーピングされている。この太陽光発電モジュールは、ドープガラス及び／又はドープガラスセラミックスからなるコンバータープレートに基づいて減少された表面反射損をもたらす。この太陽光発電モジュールはさらに４０ｍｍｏｌ／ｌ未満の含水量を有する。前記非鉄金属はＭｎＯ２、ＣｒＯ３、ＮｉＯ及び／又はこれらの組合せから選択されている。前記希土類元素はサマリウム、ユーロピウム、ツリウム、テルビウム、イットリウム及びイッテルビウムの２価もしくは３価の酸化物及びフッ化物並びに／又はこれらの組合せから選択されている。本発明によれば使用されるガラスはＭｎＯ２、ＣｒＯ３、ＮｉＯ及び／又はこれらの組合せから選択された化合物でドーピングされているべきではなく；本発明に使用されるガラスはサマリウム、ユーロピウム、ツリウム、テルビウム、イットリウム及びイッテルビウムの２価もしくは３価の酸化物及びフッ化物並びに／又は組合せから選択された化合物でドーピングされているべきでもない。特許文献５に記載のガラスは、本発明によれば使用されるガラスとは比較にならない全く別のガラスに関する。
【００１３】
太陽電池に使用するためのガラスの含水量が重要となりうることは、これまで従来技術ではほとんど考慮されてこなかった。このことを取り上げている従来技術での唯一の文献は特許文献６（特許文献７に同じ）である。特許文献６には、赤外スペクトルで２７００ｎｍの範囲内のβ−ＯＨ伸縮振動の強さに基づいて測定された２５〜８０ｍｍｏｌ／リットルの範囲内の含水量を有するＮａ２Ｏ含有の多成分基板ガラスが記載されている。このガラスは、その含水量が少なくとも２５ｍｍｏｌ／リットルである場合にのみ、薄膜太陽電池のための基板ガラスとして適当である。これは、２５ｍｍｏｌ／リットル以上の含水量の場合にのみガラス中に存在する半導体毒、例えば鉄、ヒ素及びホウ素が化学結合して存在しかつしたがってもはやこのガラスから半導体に入りえないことが原因である。上記のガラス組成の場合にはさらにガラス中の高いナトリウムイオン移動度が温度＞６００℃で重要な役割を果たす。その場合には上記のより高い含水量は同じく重要である。２５〜８０ｍｍｏｌ／リットルの高い含水量と合わせた高いナトリウム含量によって、特許文献６によれば、特にＣＩＧＳ技術に基づいた太陽光発電−太陽電池の性能は改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】独国特許第４３  ３３  ４０７号明細書（ＤＥ  Ｃ１）
【特許文献２】国際公開第９４／０７２６９号パンフレット（Ａ１）
【特許文献３】独国特許第１００  ０５  ０８８号明細書（ＤＥ  Ｃ１）
【特許文献４】特開平１１−１３５８１９号公報
【特許文献５】独国特許出願公開第１０  ２００６  ０６２  ４４８号明細書（ＤＥ  Ａ１）
【特許文献６】独国特許出願公開第１０  ２００９  ０２０  ９５４号明細書
【特許文献７】独国特許第１０  ２００９  ０５０  ９８７号明細書（ＤＥ  Ｂ３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、従来技術の欠点を回避すること及び、太陽光発電適用に特に好適でありかつ太陽光発電に改善された結果をもたらすガラスを提供することである。とりわけ、本発明によれば使用すべきガラスによって従来技術に対して改善された、より高い効率を有する薄膜太陽電池を提供することが可能になるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば上記課題は、含水量＜２５ｍｍｏｌ／リットル、好ましくは＜２０ｍｍｏｌ／リットル、特に好ましくは＜１５ｍｍｏｌ／リットル、殊に＜１０ｍｍｏｌ／リットルを有する太陽光発電適用のためのガラスの使用によって解決される。
【００１７】
意外にもそして独国特許出願公開第１０  ２００９  ０２０  ９５４号明細書（特許文献６）による従来技術とは全く逆に、２５ｍｍｏｌ／リットル未満の含水量を有するガラスも太陽光発電適用に適当である。このことは予期しないことである。というのも独国特許出願公開第１０  ２００９  ０２０  ９５４号明細書（特許文献６）によれば２５〜８０ｍｍｏｌ／リットルの高い含水量を有するガラスしか太陽光発電に使用することができないからである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
一般的に半導体の製造の際には半導体毒が前記層に到達することは回避されなければならない。というのも半導体毒が層の性能を劇的に低下させるからである。特に高温処理、例えばＣＩＧＳをベースとする太陽電池の製造の場合には、半導体毒、例えば鉄、ヒ素又はホウ素が製造中にガラスから揮発するか又は放散し、かつ半導体層に到達することを回避することが重要である。半導体毒は、半導体の性能を害し、とりわけ活性再結合中心になりかつ無負荷電圧及び短絡電流を急に生じさせる可能性がある元素又は化合物である。驚くべきことに、ガラスが含水量＜２５ｍｍｏｌ／リットル、好ましくは＜２０ｍｍｏｌ／リットル、より好ましくは＜１５ｍｍｏｌ／リットル、殊に＜１０ｍｍｏｌ／リットルを有する場合に、半導体毒、例えば鉄、ヒ素及びホウ素を放出することなく、このガラスを高温処理に使用しうることが今回見いだされた。含水量はこの場合には、存在する自由水ばかりではなく、結晶水（錯体に結合したＨ２Ｏ）の形のＨ２Ｏならびにカチオンしかしまたアニオンの周囲のいわゆる「水和殻」としての水にも関する。半導体毒が選択されたガラス組成物中に存在した場合でも、この半導体毒は化学的に水の存在によって結合されかつ高温、例えば＞５５０℃でもガラスから出ることはできない。その上わずかな含水量によって半導体毒、水そのものの拡散が減少ないしは阻止されることができる。
【００１９】
使用されるガラスの含水量についての下限は好ましくは＞１ｍｍｏｌ／リットル、より好ましくは＞２ｍｍｏｌ／リットル、特に好ましくは＞５ｍｍｏｌ／リットルである。前記ガラスは完全には無水でないのが好ましく；このことは確かに個々のケースでは有利であるかもしれないが、しかしながら、優先されてはおらず、したがってガラス中の万一の半導体毒がその存在する水によってなお結合されうる。
【００２０】
太陽光発電分野への適用には、使用されるガラス中に含水量が、好ましくは５ｍｍｏｌ／リットル〜２５ｍｍｏｌ／リットルの範囲内で、存在する場合が有利である。半導体毒が存在する含水量によってなおガラス中で十分な程度に化学結合され、そしてそのようにして、容易にはガラスから半導体に到達することはできない。さらに、２５ｍｍｏｌ／リットルを超える含水量がとりわけＣＩＧＳ領域（銅−インジウム−ガリウム−硫黄もしくはセレン）における太陽光発電適用にとって不利である可能性があることが確認された。というのもとりわけ太陽光発電−太陽電池の性能が低下する可能性があるからである。
【００２１】
５〜２５ｍｍｏｌ／リットルの範囲内の本発明によれば有利な含水量のもう一つの利点は、ガラスのガラス性質に不利な影響が及ばされないことである。これに対して２５ｍｍｏｌ／リットルを超える含水量の場合にはガラス性質が全く変化してしまう可能性があり、これにより不利な結果となるかもしれない。
【００２２】
定量的な含水量の測定は本発明の枠内では、独国特許出願公開第１０  ２００９  ０２０  ９５４号明細書（特許文献６）に開示されたように、赤外スペクトルの２７００ｎｍを中心とする範囲内のＯＨ伸縮振動に基づいて、例えばコンピュータ評価装置が接続された、一般に市販のＮｉｃｏｌｅｔ−ＦＴＩＲスペクトロメータを用いて行なわれる。このために先ず吸収が２５００〜６５００ｎｍの波長範囲内で測定され、次に吸収ピークが２７００ｎｍで測定される。吸収係数αは引き続き、試料厚さｄ、内部透過率Ｔｉ及び反射率Ｐを用いて次のとおり計算される：
α＝１／ｄ＊ｌｇ（１／Ｔｉ）［ｃｍ−１］
式中、透過率Ｔを用いてＴｉ＝Ｔ／Ｐである。次に含水量が
ｃ＝α／ｅ
から計算され、式中、ｅは実際の消衰係数［ｌ＊ｍｏｌ−１＊ｃｍ−１］でありかつ上記評価範囲についてはＨ２Ｏ  １ｍｏｌに対して一定値ｅ＝１１０  ｌ＊ｍｏｌ−１＊ｃｍ−１として見積もられる。ｅ値は「Ｇｌａｓｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ  Ｂｅｒｉｃｈｔｅｎ」、第３６巻、第９号、第３５０頁のフランク（Ｈ．Ｆｒａｎｋ）及びショルツェ（Ｈ．Ｓｃｈｏｌｚｅ）の論文に示されている。
【００２３】
ガラス中の含水量を＜２５ｍｍｏｌ／リットルに調整することはさまざまに達成することができる。例えばこれはガラス製造の際の出発材料及びプロセス条件を意図的に選択することによって達成することができる。既存の含水量の降下は例えば、出発材料によってもガラス製造の際にも付加的に望ましくない水がガラス中にもたらされないことによって達成することができる。出発材料を例えば特に乾燥することができる。特に適当な清澄剤、例えば硫酸塩又は塩化物の選択も含水量の減少に寄与することができる。さらに溶融条件を、可能な限り水が溶融物に到達することがほとんどないように管理することができる。特に好ましくはガラスは、その燃焼及び／又は加熱法に基づいてＨ２Ｏのわずかな含量のみがガラスにもたらされるタンク釜で溶融される。これは例えば全電気式の加熱システム又は伝統的な加熱システム（ガス／油）であり、この場合、システムの相応の遮蔽及び／又は管理によって含水量が適当に減少されうる。例えば特に乾燥した空気を溶融物に吹き込んでもよい。ガラス中の含水量を２５ｍｍｏｌ／リットル未満に減少させるもう一つの方法は、適当なガラス組成の選択によるものである。有利と記載された範囲への含水量の増加が例えば、結晶格子内の水を含有する水豊富な原料、例えばＡｌ２Ｏ３の代わりのＡｌ（ＯＨ）３を適切に選択することによって達成されることができる。もう一つの方法は、「オキシフュエル」としても知られる溶融工程での酸素豊富なガス雰囲気を実現することであり、それによって本発明による範囲内に調整するために、ガラスの含水量を高めることができる。
【００２４】
本発明によれば有利なガラスは＜２５ｍｍｏｌ／リットルの含水量を示すばかりではなく、＞５８０℃、特に＞６００℃の範囲内の変態点Ｔｇも示す。同時に、＜１２７０℃、特に＜１２００℃、殊に＜１１５０℃の範囲内の作業温度（「ＶＡ」）を有するガラスが特に有利である。さらに、本発明によれば使用されるガラスが２０〜３００℃の温度範囲内で約７〜１１×１０−６／Ｋ（熱膨張係数）、特に約８〜１０×１０−６／Ｋ、殊に約８．５〜１０×１０−６／Ｋの範囲内の特性的な熱膨張を示す場合が有利である。
【００２５】
これらの性質、殊に高い変態点Ｔｇ及び比較的低い作業温度を変えることができるようにするために、本発明によれば使用されるガラスは好ましくはＮａ２Ｏの高い含量＞１０重量％、特に＞１２重量％、殊に＞１５重量％を有する。基板ガラスとしての、例えばＣＩＧＳ基板ガラスとしての、本発明によれば使用されるガラスの特別な適用にとっても＞１０重量％のＮａ２Ｏ含量は本質的な特徴である。ナトリウムはこの場合にはＮａイオンがＣＩＧＳ層中に拡散しうることによって効率の上昇に著しく寄与する。したがって高いナトリウム含量は、高いＴｇ値が同時に低い作業温度とともに達成されることに決定的に寄与する。
【００２６】
とりわけ＞１０重量％、特に＞１２重量％、殊に＞１５重量％の高いＮａ２Ｏ含量に基づいて、熱膨張ないしは熱膨張係数（ＣＴＥ）を通常、ソーダ石灰ガラス（アルカリ−アルカリ土類ケイ酸塩ガラス）の場合に達成される上記範囲内に維持することと、作業温度をソーダ石灰ガラスの範囲内に下げることがしかもきわめて十分に可能である。
【００２７】
ナトリウムの高い含量が使用される場合のもう一つの利点はナトリウムが、半導体層のクリスタリット構造及び結晶密度、ならびにクリスタリットの大きさ及び配向への有利な影響を有することである。この場合の重要な態様は、結晶格子内への改善されたカルコゲン挿入ならびに粒界の不動態化であると思われる。このことによって著しくより良好な半導体性質、殊に体積材料（Ｖｏｌｕｍｅｎｍａｔｅｒｉａｌ）中の再結合の減少ひいてはより高い無負荷電圧が得られる。このことによって太陽電池のより高い効率を結果として得ることができる。
【００２８】
ソーダ石灰ガラスについては析出工程中の基板から半導体層中へのそれのアルカリイオンの空間的かつ殊に時間的な放出が著しく不均一であることがさらに知られている。
【００２９】
これに対して本発明によれば使用される基板ガラスは、支持体としての性質のほかに、半導体中へのナトリウムイオン／ナトリウム原子の適切な放出を促進することにも役立てることができる。時間的ならびに空間的（被覆面積全体にわたっての）に半導体析出ステップ全体にわたって均一なアルカリイオン、殊にナトリウムのこの適切な放出は半導体複合材ベースの高効率の太陽電池の製造にとって決定的に重要であるが、但しとりわけ、費用対効果が大きい工程を実現するために、付加的な工程段階、例えばナトリウムの計量添加を省略することができる。アルカリイオンの高められた移動度が前提とされるが、基板ガラスがＮａイオン／Ｎａ原子をＴｇあたりの温度で放出する場合が有利である。
【００３０】
驚くべきことに、本発明によればわずかな含水量のガラス中へのアルカリイオンの移動度が高い程度に与えられていたことが今回示された。ナトリウムイオンのイオン移動度及びナトリウムイオンの比較的容易な互換性はガラス構造中のわずかな残存含水量によって有利に影響される。わずかな含水量に基づいて高いアルカリイオン移動度を示すガラス基板には、アルカリイオンは基板の面全体にわたって空間的に均一に、その上に存在する層へと放射され、ないしはこの層を貫いて拡散することが可能である。アルカリイオンの放出はより高い温度、例えば＞６００℃でも中断しない。高温処理の際に半導体複合材層が理想的に成長することができる、即ち、前記面全体にわたる均一な結晶成長及びこれに伴ってより高い歩留りならびに析出工程中の十分に大きなアルカリイオン貯留の保証が実現されることができる。
【００３１】
本発明によれば使用すべきガラスは、Ｃｄ−Ｔｅに基づく方法ならびに銅−インジウム−ガリウム−スルフィド−セレニド、いわゆるＣＩＳもしくはＣＩＧＳに基づく方法に特に適当である。
【００３２】
本発明によれば使用されるガラスは太陽光発電の分野でのとりわけ基板ガラス／上層ガラスとして、あるいはまたカバーガラスとして、殊に薄膜太陽光発電に、適当である。上層は基板ガラスであり、この場合、基板ガラスはほとんどカバーガラスとしても機能する。というのも薄膜太陽光発電の場合には被覆されたガラスは「裏返され」、この層が下側になり、そして光が基板ガラスを通って太陽光発電層に当たるからである。
【００３３】
本発明によれば使用されるガラスはとりわけ太陽光発電の分野でソーダ石灰ガラスに対する代替物となり、かつ有利にこれの代わりとなることができる。というのも半導体層の析出の際に、基板が不利に変形することなく、従来のソーダ石灰ガラスの場合より高い作業温度を使用することができるからである。ゆがんだ基板ガラスは例えばプロセス室−エアロックには問題があり、かつ顕著な歩留り損失をもたらす可能性がある。さらに太陽電池がゆがめられていない場合が積層工程にとって著しく大きく有利であり、この場合にも完全には平坦ではない基板ガラスによって歩留り損失がもたらされる可能性がある。
【００３４】
標準のソーダ石灰ガラスより高いＴｇを有する基板ガラスが使用される場合には半導体析出中のより高い工程温度が可能となる。しかしながら、黄銅鉱生成中のより高い析出温度によって周知のように、検出限界を下回るまでの結晶欠陥相の顕著な減少がもたらされる。その一方で特に高い温度はガラスの溶融工程及び熱成形工程に必要なく、このことによって低コストの製造が可能となる。
【００３５】
驚くべきことに、より高い工程温度によってより迅速な処理も可能となる。とりわけ結晶化前面における処理がより迅速に進行し、例えば相応の結晶部位への元素の挿入が加速される。逐次処理の場合には重要な機構はカルコゲン原子との反応が行なわれる表面への個々の原子の拡散である。より高い温度が反応面への元素のより高い拡散速度、ひいては結晶化前面への結晶化に必要とされる元素のより迅速な輸送の原因である。
【００３６】
したがって被覆処理の際の所望のより高い温度によって高い析出速度及び得られた層の著しく良好な結晶品質がもたらされる。さらに半導体層の施与後の冷却の際に層の剥離が生じない。というのも基板ガラスが好ましくはその上に載せられた半導体における適当な熱膨張（ＣＩＧＳに対して例えば約８．５×１０−６／Ｋ）を有するからである。
【００３７】
したがって、とりわけ本発明によるガラスはＣｄ−Ｔｅ−太陽光発電適用もしくはＣＩＳ−太陽光発電適用ないしはＣＩＧＳ−太陽光発電適用にも、とりわけ基板ガラス及び／又は上層ガラス及び／又はカバーガラスとして適当である。したがって、とりわけ本発明のガラスは薄膜太陽電池の基板、上層もしくはカバーガラスとして使用される。薄膜太陽光発電は本発明によれば優先される。というのもこの場合には従来のシリコンをベースとする結晶系太陽電池の場合よりはるかに少量の光活性材料が太陽光から電力への効率的な変換に必要とされるからである。わずかな半導体材料使用量及び製造の高度な自動化によってこの技術における顕著なコスト低下がもたらされる。
【００３８】
したがって好ましくは本発明によれば使用されるガラスは薄膜太陽電池のための基板として使用される。基本的に薄膜太陽電池はその形状又は基板ガラスの形状に関して全く限定されない。好ましくは薄膜太陽電池は平面にか、アーチ形に、球状にかもしくは円筒状に形成されており、したがって、基板もまた好ましくは平面にか、アーチ形に、球状にかもしくは円筒状に形成されている。好ましくは薄膜太陽電池はほぼ平面の（平らな）薄膜太陽電池又はほぼ管状の薄膜太陽電池であり、この場合、好ましくは平らな基板ガラス又は管状の基板ガラスが使用される。管状の薄膜太陽電池の場合には太陽電池の管状の基板ガラスの外径は好ましくは５〜１００ｍｍであり、かつ管状の基板ガラスの肉厚は好ましくは０．５〜１０ｍｍである。
【００３９】
本発明によるガラスが使用された薄膜太陽電池は、好ましくは例えば独国特許出願公開第１０  ２００９  ０２０  ９５４号明細書に記載された方法に従って製造される。その開示内容は、これにより、本開示内容への関連づけによってきわめて広範囲に援用される。本発明によれば使用すべきガラス基板を含むこのような薄膜太陽電池はその場合には従来技術に比して２％以上絶対的に高められた効率を示す。
【００４０】
したがって本発明の教示によって、半導体複合材、例えばＣｄＴｅもしくはＣＩＧＳをベースとする低コストで高効率のモノリシックに集積された太陽光発電モジュールを提供することができる。この低コストはとりわけより高い効率、より迅速な工程所要時間及びしたがってより高い処理能力、ならびにより高い歩留りによってもたらされた。
【００４１】
したがって本発明は、その支持体機能のほかに半導体製造工程における積極的な役割が与えられ、とりわけ光活性の半導体複合材薄膜への高い温度での好ましくは最適なＣＴＥ適合に優れ、ならびに高い熱的かつ化学的安定性に優れた基板ガラスを提供する。
【００４２】
したがって提供される薄膜ソーラーモジュールは平板状、球状、円筒形であってもよいし、あるいは他の幾何学的形状を有していてもよい。特別な実施形態の場合にはガラスは着色されていてもよい。
【００４３】
本発明によれば特に有利なガラスは、含水量＜２５ｍｍｏｌ／リットル、より好ましくは＜１５ｍｍｏｌ／リットル、なお一層好ましくは＜２０ｍｍｏｌ／リットル、殊に＜１０ｍｍｏｌ／リットルを有するケイ酸塩含有のガラス、例えばアルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラス、ホウアルミノケイ酸塩ガラス又はソーダ石灰ガラスである。本発明によれば使用される有利なガラスは、４０〜６９重量％、特に好ましくは４０〜＜６１％、より好ましくは４５〜＜６１重量％、殊に好ましくは４９〜＜６１重量％、殊に４９〜６０重量％の範囲内のＳｉＯ２含量を有する。このようなＳｉＯ２含量は太陽光発電の分野での使用にとって、わずかな水しかＣＩＳ層もしくはＣＩＧＳ層中に拡散していくことができないという利点を有する。さらにこのようなガラスは特に有利なアルカリ拡散、とりわけナトリウム拡散を示す。
【００４４】
本発明によれば使用されるガラス中には、ＭｎＯ２、ＣｒＯ３、ＮｉＯ及び／又はこれらの組合せから選択された化合物が存在しているべきではない。本発明によれば使用されるガラス中には、サマリウム、ユーロピウム、ツリウム、テルビウム、イットリウム及びイッテルビウムの２価もしくは３価の酸化物及びフッ化物並びに／又はこれらの組合せから選択された化合物も存在しているべきではない。
【００４５】
本発明によれば有利なガラスは例えば、次のガラス組成（酸化物ベースでの重量％）からなるか又は含有するアルミノケイ酸塩ガラスである：
ＳｉＯ２        ４９〜６９重量％、
好ましくは４９〜＜６１重量％、
Ｂ２Ｏ３      ０〜２重量％、
好ましくはＢ２Ｏ３      ０重量％、
Ａｌ２Ｏ３      ＞４．７〜１９重量％、
好ましくはＡｌ２Ｏ３  ＞５〜１７重量％、
Ｌｉ２Ｏ      ０〜４重量％、
好ましくはＬｉ２Ｏ      ０〜＜０．３重量％、
Ｎａ２Ｏ      ＞１０〜１８重量％、
好ましくは      ＞１５〜１８重量％、
Ｋ２Ｏ      ＞０〜８重量％、
好ましくはＫ２Ｏ      ＞０〜＜５重量％、
特にＫ２Ｏ      ＞０〜＜４重量％、
（ただしＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計    ＞１０〜１９重量％）
ＭｇＯ      ０〜６重量％、
ＣａＯ      ０〜＜５重量％、
ＳｒＯ      ０〜７重量％、
好ましくはＳｒＯ      ０〜＜０．５重量％、
ＢａＯ      ０〜１０重量％、
好ましくはＢａＯ      １〜９重量％、
特に好ましくはＢａＯ  ２〜４重量％、
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計    ７〜１５重量％）
Ｆ      ０〜３重量％、
ＴｉＯ２      ０〜６重量％、
好ましくはＴｉＯ２      ＞０．１〜５重量％、
Ｆｅ２Ｏ３      ０〜０．５重量％、
ＺｒＯ２      ＞０〜６重量％、
好ましくはＺｒＯ２      １〜６重量％、
特に好ましくはＺｒＯ２      １．５〜５重量％、
（ただしＢａＯ＋ＺｒＯ２の合計    ２〜１５重量％、
好ましくは                      ３〜１５重量％）
ＺｎＯ      ０〜３重量％、
好ましくはＺｎＯ      ０〜２重量％、
特に好ましくは        ０．３〜１．８重量％、
ＣｅＯ２      ０〜３重量％、
ＷＯ３      ０〜３重量％、
Ｂｉ２Ｏ３      ０〜３重量％、
ＭｏＯ３      ０〜３重量％、
この場合、含水量は＜２５ｍｍｏｌ／リットル、特に＞５ｍｍｏｌ／リットルである。
【００４６】
上記ガラス／ガラス溶融物に通常の清澄剤、例えば硫酸塩、塩化物、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、ＳｎＯ２が添加されてもよい。
【００４７】
したがって本発明によれば好ましくは上記アルミノケイ酸塩ガラスが使用される。上記アルミノケイ酸塩ガラスは主成分としてＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３ならびにアルカリ酸化物及びアルカリ土類酸化物及び場合によってはさらなる成分を含有する。
【００４８】
本発明によれば有利に使用される母相ガラス（Ｇｒｕｎｄｇｌａｓ）は通常好ましくは少なくとも４９重量％、特に少なくとも５０重量％、殊に少なくとも５２重量％のＳｉＯ２を含有する。ＳｉＯ２の最大量は６９重量％である。ＳｉＯ２含量の有利な範囲は、４９〜＜６１重量％であり、殊に４９〜６０重量％の範囲内である。
【００４９】
Ａｌ２Ｏ３の最少量は＞４．７重量％、特に好ましくは＞５重量％、殊に好ましくは８重量％である。十分な溶融性を可能にするために、特に好ましくはＡｌ２Ｏ３含量は≦１９重量％、特に≦１７％、特に有利な実施形態の場合には≦１１重量％である。殊に好ましくは＞５〜１７重量％の範囲、殊に８〜１２重量％の範囲である。この含量は使用目的に応じて変動させることができる。１９重量％のＡｌ２Ｏ３含量を超えることには、高い材料コスト及び悪化した溶融性という欠点がある。４．７重量％のＡｌ２Ｏ３含量を下回ることには、ガラスの化学的安定性が悪化しかつ結晶化傾向が増大するという欠点がある。
【００５０】
前記リチウム、ナトリウム及びカリウムのアルカリ酸化物のうち、既述のとおり、殊にナトリウムが大いに重要である。Ｎａ２Ｏは本発明によれば＞１０〜１８重量％の量、殊に＞１１〜１８重量％の量で、なお好ましくは＞１２〜１８重量％の量で、殊に好ましくは＞１５〜１８重量％の量で含有されている。Ｋ２Ｏの含量は＞０〜８重量％、特に＞０〜＜５重量％、殊に＞０〜＜４重量％である。Ｌｉ２Ｏ含量は本発明によれば０〜４重量％、特に０〜１．５重量％、殊に０〜＜０．３重量％である。Ｌｉ２Ｏの添加は熱膨張（ＣＴＥ）の調整及び作業温度の低下に役立てることができる。しかしながら、とりわけ好ましくはＬｉ２Ｏ含量は＜０．３重量％であるか又はガラスは完全にＬｉ２Ｏ不含である。これまでＬｉ２ＯがＮａ２Ｏと同様に作用するという指摘はなかった。というのもその拡散がおそらく高すぎるからである。
【００５１】
その上Ｌｉ２Ｏは原料としては高価であり、したがってより少ない量が使用されるのが有利である。
【００５２】
それぞれ記載したアルカリ酸化物含量を上回ることには、既存のガラス接点材料の腐食が悪化するという欠点がある。それぞれのアルカリ酸化物含量を下回ることには、溶融性が悪化するという欠点がある。
【００５３】
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計は＞１０〜１９重量％の範囲内、特に＞１２〜１９重量％の範囲内である。
【００５４】
アルカリ土類酸化物としてとりわけカルシウム、マグネシウム、バリウムが、そしてわずかな程度にストロンチウムも使用される。
【００５５】
ＣａＯは０〜＜５重量％、好ましくは０．３〜＜４．３重量％、より好ましくは０．５〜＜３重量％、とりわけ好ましくは０．５〜＜１．５重量％の範囲内で使用される。ＭｇＯは０〜６重量％、好ましくは０〜５重量％、より好ましくは０．１〜４重量％、とりわけ好ましくは０．５〜３．５重量％の範囲内で使用される。ＭｇＯは結晶化安定性の改善及び変態点Ｔｇの上昇のために使用することができる。ＭｇＯは、本発明によるガラス組成物の場合には完全に省略されることもできる（ＭｇＯ＝０重量％）。
【００５６】
ＢａＯは０〜１０重量％、好ましくは１〜９重量％、より好ましくは２〜８重量％、とりわけ好ましくは２〜４重量％の範囲内で使用される。ＢａＯの添加はガラス組成物の変態点Ｔｇを高めるために用いることができる。ＢａＯは、本発明によれば使用されるガラス組成物の中に、しかしながら全くなくともよい（ＢａＯ＝０重量％）。ＢａＯ含量が少ないかもしくはないことの利点は本質的には密度が低くなることであり、ひいてはガラスの軽量化ならびに高価な成分そのもののコスト節約である。低い密度は特にさらなる加工業者にガラスが輸送される場合に、とりわけこのガラスから製造された製品が可搬の機器に組み込まれる場合に、有利である。ガラスの軽量化は好ましくは＞２％（ＢａＯ含量３〜＜４重量％の範囲内の場合）、好ましくは＞５％（ＢａＯ含量２〜３重量％の範囲内の場合）、殊に好ましくは＞８％（ＢａＯ含量０〜１重量％の範囲内の場合）である。ＢａＯの乏しいかないしはないガラスのもう一つの利点は、例えば可溶性バリウム化合物の形で、有毒に分類されるバリウムイオンが削減あるいは完全に省略されることができることでもある。ＢａＯ成分の存在の削減もしくは完全な断念によって顕著なコスト上の利点がさらに得られる。というのもＢａＯが比較的高価であるからであり、このことはガラスの大量生産時には合計され、ひいては著しく大きな利点をもたらす。
【００５７】
ＳｒＯは本発明によるガラスの場合には０〜７重量％、特に０〜＜２．５重量％の範囲内で、殊に０〜＜０．５重量％の範囲内で存在する。ＳｒＯはガラスの変態点Ｔｇを高めるために一般に用いられる。しかしながら、殊に好ましくはＳｒＯは本発明によるガラス組成物には含有されていない（ＳｒＯ＝０重量％）。従来技術で主張されたような特別な不利な作用はこのことによって確認することができなかった。
【００５８】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計は、本発明によれば７〜１５重量％の範囲内、特に８〜１４重量％の範囲内、殊に８．５〜１４重量％の範囲内である。
【００５９】
Ｂ２Ｏ３は、本発明によれば０〜２重量％、特に０〜１重量％、殊に０〜０．５重量％の量で存在する。特に有利な実施形態によれば当該ガラスはＢ２Ｏ３不含である。このことは、Ｂ２Ｏ３が毒物学的に有害である（奇形形成ないしは果実損傷性（ｆｒｕｃｈｔｓｃｈａｅｄｉｇｅｎｄ））一方で、混合物価格を著しく高める高価な成分であるため、有利である。その上、Ｂ２Ｏ３のより高い含量には、Ｂ２Ｏ３がガラス溶融中に揮発し、排ガス領域（Ａｂｇａｓｂｅｒｅｉｃｈ）に妨げになりながら堆積しかつガラス組成物そのものを変化させるという欠点がある。さらにＢ２Ｏ３の添加は本発明による適用にとって不利である。例えば基板ガラス中の１重量％を超えるＢ２Ｏ３含量は太陽電池の効率に不利に作用する可能性があることが判明した。というのもホウ素原子が基板ガラスから揮発又は拡散によって半導体層中に到達し、そこでホウ素原子がおそらく電気的に活性でありかつ高められた再結合によって電池の性能を低下させうる欠陥を生じるからである。
【００６０】
さらにＺｒＯ２が＞０〜６重量％、特に１〜６重量％、殊に１．５〜５重量％の量で含有されている。
【００６１】
ＢａＯ＋ＺｒＯ２の合計は、本発明によれば２〜１５重量％の範囲内、殊に３〜１５重量％の範囲内である。
【００６２】
さらには他の成分、例えばＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｆ及び／又はＣｓ２Ｏあるいはまたさらなる成分も、互いに関係なく存在していてもよい。
【００６３】
ＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｂｉ２Ｏ３は本発明によれば有利なアルミノケイ酸塩ガラス中に互いに関係なくそれぞれ０〜３重量％の量で存在する。これら成分は好ましくはガラスの紫外線端（ＵＶ−Ｋａｎｔｅ）の調整に用いられ、かつ酸化還元緩衝剤としても清澄化に使用することができる。
【００６４】
ＴｉＯ２及びまたＣｅＯ２は通常、ガラスの紫外線ブロッキングのために添加することができる。使用分野に応じて本発明によるガラスは、例えばカバーガラス／ジャケット管の形で存在していてもよく、かつ、有害な紫外線からガラスの下側にあるコンポーネントを遮断するために、例えばＴｉＯ２及び／又はＣｅＯ２を用いたドーピングを有してもよい。ＴｉＯ２含量は、本発明によれば０〜６重量％の範囲内、特に＞０．１〜５重量％の範囲内、殊に＞０．１〜４重量％の範囲内である。しかしながら、０．１〜２重量％の含量が特に有利である。というのもその場合には有毒の清澄剤、例えばＡｓ２Ｏ３及びＳｂ２Ｏ３を完全に不要にすることができるからである。ＣｅＯ２は本発明によれば０〜３重量％の範囲内である。
【００６５】
Ｆｅ２Ｏ３は０〜０．５重量％の量で使用されて通常、紫外線ブロッキングの調整に用いられるが、酸化還元緩衝剤としても清澄化のためにも使用することができる。
【００６６】
さらに、本発明による有利なガラスに溶融性の改善のためにフッ化物塩の形のフッ素、例えばＮａＦが添加されてもよい。ガラス組成物に使用されるその量は０〜３重量％である。
【００６７】
通常の清澄剤は、それが本発明による有利なガラス組成物の化学的及び物理的な性質に不利に影響を及ぼさない限り、使用することができる。例えば硫酸塩、塩化物、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３及び／又はＳｎＯ２による清澄化が可能である。清澄剤は好ましくはそれぞれそれ自体、ガラス中に＞０〜１重量％の量で含有されており、その際、最少含量は特に０．１、殊に０．２重量％である。
【００６８】
次に本発明を実施例につき説明するが、この実施例は本発明による教示を具体的に説明するものであって、本発明による教示を限定しようとするものではない。
【実施例】
【００６９】
本発明による教示に従ってガラス組成を選択しかつこれからガラスを製造した。このガラスを従来の原料からなる４リットルの白金坩堝中で溶融させた。ガラス中の残存含水量を保証するために、Ａｌ原料にＡｌ（ＯＨ）３を使用しかつさらにガス加熱される溶解炉の炉チャンバ内の酸素バーナ（オキシフュエル法）を、酸化溶解実施の際の高い溶融温度の達成のために使用した。原料を８ｈの時間にわたって溶融温度１５８０℃で入れ、引き続き、１４ｈの長さでこの温度に維持した。次に撹拌下にガラス溶融物を８ｈ以内で１４００℃に冷却しかつ引き続き、５００℃に予熱された黒鉛型に注入した。この鋳型を鋳造直後に６５０℃に予熱された焼なまし炉に入れ、この焼なまし炉を５℃／ｈで室温に冷却した。その後でこの塊から測定に必要なガラス試料を採取した。次表１及び２に本発明により使用されるガラスの組成及び性質がまとめられている。
【表１】
2011258954.tif 000002
【表２】
2011258954.tif 000003
【００７０】
実施例Ｖ１ａ、Ｖ２ａ、Ｖ３ａ、Ｖ４ａ、Ｖ５ａ及びＶ６ａは、本発明による範囲内の含水量を有するガラス組成物であり、実施例Ｖ１ｂ、Ｖ２ｂ、Ｖ３ｂ、Ｖ４ｂ、Ｖ５ｂ及びＶ６ｂは含水量が本発明で必要とするより高いガラス組成物である。より高い含水量は不利である。というのもより多量の半導体毒である水が光活性層中に拡散する可能性がありかつ効率の低下をもたらす可能性があるからである。
【００７１】
したがって本発明により太陽光発電に使用すべきガラス組成物を説明するが、このガラス組成物はソーダ石灰ガラスに対する代替物であり、かつ含水量＜２５ｍｍｏｌ／リットルに基づいて特に有利な性質を有する。ガラス中に存在する含水量＜２５ｍｍｏｌ／リットル、好ましくは＜２０ｍｍｏｌ／リットル、より好ましくは＜１５ｍｍｏｌ／リットル、特に好ましくは＜１０ｍｍｏｌ／リットルによって、半導体毒、例えば鉄、ヒ素及びホウ素を放出することなく、このガラスを高温処理に使用することができるようになる。わずかな含水量のこのガラス中へのアルカリイオンの移動度が高い程度に与えられており、したがってナトリウムイオンのイオン移動度及びナトリウムイオンの比較的容易な交換性はガラス構造中のわずかな残存含水量によって有利に影響される。アルカリイオンは基板の面全体にわたって空間的に均一に、その上に存在する層へと放出され、ないしはこの層を貫いて拡散することが可能である。
【００７２】
２５ｍｍｏｌ／リットル以上の含水量はとりわけＣＩＧＳ領域（銅−インジウム−ガリウム−硫黄もしくはセレン）における太陽光発電適用にとって不利である可能性がある。というのも太陽光発電−太陽電池の性能が低下する可能性があるからである。本発明によれば有利な１〜２５ｍｍｏｌ／リットルの範囲内の含水量はガラスのガラス性質に決して不利には作用せず、これに対して２５ｍｍｏｌ／リットルを超える含水量はガラス性質の不利な変化を十分にもたらす可能性がある。
【００７３】
特に有利であるのは、ソーダ石灰ガラスと比較して同様の熱膨張約８〜１０×１０−６／Ｋ、しかしながらより高い熱安定性（Ｔｇ）を同時に同様ないしはきわめてわずかに高められた作業温度（ＶＡ）で有するガラスである。本発明によれば使用すべきガラスはとりわけＣｄ−Ｔｅ−太陽光発電適用もしくはＣＩＳ−太陽光発電適用ないしはＣＩＧＳ−太陽光発電適用に適当である。というのも加工性／より高い温度でのより高い熱安定性に基づいた、従来使用されたソーダ石灰ガラスと異なる析出が行なわれることができ、これには大きな利点が伴うからである。