太阳能电池封装剂有机硅组合物和太阳能电池模件的制作方法_2

文档序号:9257628阅读:来源:国知局
R1各自独立地是取代或未取代的一价烃基,且a是1.95-2.05的正数。
[0048] 在式(I)中,R1各自独立地为优选1-12个碳原子,更优选1-8个碳原子的任选取代 的一价烃基。实例包括烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、己基和辛基;环烷基,例如环戊基 和环己基;條基,例如乙條基、條丙基和丙條基;环條基;芳基,例如苯基和甲苯基;芳烷基, 例如苄基和2-苯乙基;和上述基团的一些或全部氢原子被卤素原子、氰基或其它基团取代 的取代形式。其中,优选甲基、乙烯基、苯基和三氟丙基,最优选甲基和乙烯基。
[0049] 优选的有机聚硅氧烷是:有机聚硅氧烷,其主链由重复的二甲基硅氧烷单元组成; 或有机聚硅氧烷,其主链由重复的二甲基硅氧烷单元和具有苯基、乙烯基、3, 3, 3-三氟丙基 等的硅氧烷单兀例如^苯基硅氧烷单兀、甲基苯基硅氧烷单兀、甲基乙條基硅氧烷单兀或 甲基-3, 3, 3-三氟丙基硅氧烷单元组成。
[0050] 更优选地,有机聚硅氧烷应每个分子具有至少2个脂族不饱和基团,例如烯基或 环烯基,尤其是乙烯基。此处脂族不饱和基团理想地占全部R1基团的〇. 01-20摩尔%,更 理想地,0. 02-10摩尔%。脂族不饱和基团可以连接至分子链末端的硅原子或分子链中途的 硅原子或这二者。优选脂族不饱和基团连接至分子链末端的至少一个硅原子。下标〃a〃是 1. 95-2. 05,优选 1. 98-2. 02,且更优选 1. 99-2. 01 的正数。
[0051] 优选地,作为成分(A)的有机聚硅氧烷在分子链的末端被三有机甲娃烷氧基例如 三甲基甲硅烷氧基、二甲基苯基甲硅烷氧基、二甲基羟基甲硅烷氧基、二甲基乙烯基甲硅烷 氧基、甲基^乙條基甲娃烷氧基或二乙條基甲娃烷氧基封端。尤其优选的是甲基乙條基聚 硅氧烷、甲基苯基乙條基聚硅氧烷和甲基二氣丙基乙條基聚硅氧烷。
[0052] 例如,可以通过在碱性或酸性催化剂的存在下一种或多种有机卤代硅烷的(共) 水解缩合或通过环状聚硅氧烷(硅氧烷三聚体、四聚体或低聚体)的开环聚合制备上述定 义的有机聚硅氧烷。产物基本上是直链二有机聚硅氧烷,而成分(A)可以是具有不同分子 量(或聚合度)或分子结构的两种或更多种有机聚硅氧烷的混合物。
[0053] 有机聚硅氧烷应具有至少100、优选100-100, 000、更优选3, 000-20, 000的聚合 度,其通过凝胶渗透色谱(GPC)相对聚苯乙烯标样测定。
[0054] 成分⑶是具有至少50m2/g的BET比表面积的补强性二氧化娃,加入它以提供在 固化前后机械强度改善的有机硅组合物。对于透明的有机硅封装剂组合物,BET比表面积 应大于200m2/g,更优选至少250m2/g。如果表面积为至多200m2/g,则固化的组合物的透明 性较低。表面积的上限典型地为至多500m2/g,但并非必要。
[0055] 补强性二氧化硅(B)的实例包括干法二氧化硅例如气相二氧化硅和湿法二氧化 硅例如沉淀二氧化硅。也可用表面用处理剂例如氯硅烷、烷氧基硅烷或六甲基二硅氮烷处 理成疏水性的二氧化硅。对于透明性而言,优选用六甲基二硅氮烷处理。对于更高的透明 性优选使用气相二氧化硅作为补强性二氧化硅。补强性二氧化硅可以单独或以两种或更多 种的混合物使用。
[0056] 作为成分(B)的补强性二氧化娃是可商购的。实例包括:表面未处理或表面疏水 化的(即亲水性或疏水性)气相二氧化硅,它们可在如下商品名下得到:Aerosil系列产 品 Aerosil 130、Aerosil 200、Aerosil 300、Aerosil R-812、Aerosil R-972 和 Aerosil R_974(Nippon Aerosil Co. ,Ltd.) ;Cabosil MS-5 和 MS-7(Cabot Corp.);和 Reolosil QS-102、QS-103和MT-10 (Tokuyama Corp.);和表面未处理或表面疏水化的沉淀二氧化娃, 它们可在商品名 Tokusil US-F(Tokuyama Corp.)、Nipsil_SS和Nipsil_LP(Nippon Silica Co.,Ltd.)下得到。
[0057] 作为成分(B)的补强性二氧化硅相对于每100重量份的作为成分(A)的有机聚硅 氧烷以30-90重量份、优选40-90重量份且更优选50-90重量份的量使用。在该范围以外, 较少量的成分(B)对于固化前后的补强性无效,且固化的有机硅组合物可能较不透明。过 量的成分(B)难以分散于有机硅封装剂组合物中且可能干扰该组合物成型为片材。
[0058] (C)成分是固化剂,对其没有特别限定,只要其可以固化成分⑷。其可以选自公 知的用于有机硅材料的固化剂,优选:(a)加成反应或氢化硅烷化反应固化剂,即有机氢聚 硅氧烷(交联剂)与氢化硅烷化催化剂的组合;和(b)有机过氧化物。
[0059] 加成反应固化剂(a)中的交联剂可以是每个分子包含至少2个硅键合的氢原子 (即SiH基团)的有机氢聚硅氧烷且由平均组成式(II)表示。
[0060] R2bHcSiO(4_b_c)/2 (II)
[0061] 其中,R2为1-6个碳原子的取代或未取代的一价烃基,优选不含脂族不饱和度。 合适的一价烃基包括:烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基;环己基;环己烯基; 和苯基;和上述基团的至少一个氢原子被卤素、氰基等取代的取代形式,例如取代的烷基如 3, 3, 3-三氟丙基和氰基甲基。下标b是0. 7-2. 1的正数,c是0. 01-1. 0的正数,并且b+c 之和是 0· 8_3· 0,且优选地,b 是 0· 8_2· 0,c 是 0· 2_1· 0,并且 b+c 是 1. 0_2· 5。
[0062] 有机氢聚硅氧烷的分子结构可以是线性、环状、支化或三维网状。优选的是在室温 (25°C)下为液态的有机氢聚硅氧烷,特别地,其中每个分子中的硅原子数即聚合度为2-约 300,尤其是4-约200的有机氢聚硅氧烷。硅键合的氢原子(SiH基团)可以位于分子链的 末端或侧链或这二者。本文所使用的有机氢聚硅氧烷每个分子包含至少2个(特别是2-300 个)、优选至少3个(特别是3-200个)且更优选4-150个SiH基团。
[0063] 有机氢聚硅氧烷的说明性实例包括:1,1,3, 3-四甲基二硅氧烷;1,3, 5, 7-四甲 基环四硅氧烷、甲基氢环聚硅氧烷、甲基氢硅氧烷-二甲基硅氧烷环状共聚物、三(二甲基 氢甲硅烷氧基)甲基硅烷、三(二甲基氢甲硅烷氧基)苯基硅烷、两末端三甲基甲硅烷氧 基-封端的甲基氢聚硅氧烷、两末端三甲基甲硅烷氧基-封端的二甲基硅氧烷/_甲基氢硅 氧烷共聚物、两末端二甲基氢甲硅烷氧基-封端的二甲基聚硅氧烷、两末端二甲基氢甲硅 烷氧基-封端的二甲基硅氧烷/_甲基氢硅氧烷共聚物、两末端三甲基甲硅烷氧基-封端的 甲基氢硅氧烷/_二苯基硅氧烷共聚物、两末端三甲基甲硅烷氧基-封端的甲基氢硅氧烷 /-二苯基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、环状甲基氢聚硅氧烷、环状甲基氢硅氧烷/二甲基 硅氧烷共聚物、环状甲基氢硅氧烷/二苯基硅氧烷/_二甲基硅氧烷共聚物、(CH3) 2HSi01/2单 元和Si04/2单元的共聚物,和(CH3)2HSiO1Z 2单元、Si04/2单元和(C6H5)SiOv2单元的共聚物。 还包括其中一些或全部甲基被其它烷基如乙基或丙基或芳基如苯基取代的前述化合物。
[0064] 所共混的有机氢聚硅氧烷合适的量,相对于每100重量份的有机聚硅氧烷(A),为 0. 1-30重量份、优选0. 1-10重量份且更优选0. 3-10重量份。换言之,该有机氢聚硅氧烷优 选以这样的量使用,使得有机氢聚硅氧烷中的硅键合的氢原子(即,SiH基团)与有机聚硅 氧烷(A)中的硅键合的烯基的摩尔比可以为0. 5/1~5/1,更优选0. 8~4,且甚至更优选 1~3〇
[0065] 用于加成反应固化剂(a)中的交联反应的氢化硅烷化催化剂可以选自公知的那 些,包括铂催化剂,例如,铂黑、氯化铂、氯铂酸、氯铂酸与一元醇的反应产物、氯铂酸与烯烃 的络合物和双乙酰乙酸铂、钯催化剂和铑催化剂。氢化硅烷化催化剂可以以催化量使用。理 想的量为1~IOOppm的钼族金属,基于有机聚硅氧烷(A)计。低于lppm,则加成反应可能 不进行至完全的程度,导致固化不足。超过IOOppm是不经济的。
[0066] 除了氢化硅烷化(或加成反应)催化剂外,可以添加加成反应调节剂,目的在于调 节固化速率或适用期。例如,乙炔基环己醇和四甲基四乙烯基环四硅氧烷是有用的。
[0067] 有机过氧化物(b)的实例包括过氧化苯甲酰、2, 4-二氯苯甲酰基过氧化物、对-甲 基苯甲酰基过氧化物、邻-甲基苯甲酰基过氧化物、过氧化2, 4-二异丙苯、2, 5-二甲基-双 (2, 5-叔丁基过氧)己烷、二叔丁基过氧化物、过苯甲酸叔丁酯和1,6-己二醇双(叔丁基过 氧)碳酸酯。
[0068] 所添加的有机过氧化物(b)的合适的量,相对于每100重量份的成分(A),为 0. 1-15重量份,优选0. 2-10重量份。采用较少的量,则加成反应可能不进行至完全的程度, 导致硬度降低或缺乏强度。过量则不经济且留下更多的固化剂分解产物,这
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