本发明涉及一种液体光学硅胶组合物及其制备方法，本发明还涉及一种光学硅胶以及采用该光学硅胶的太阳能电池组件。
背景技术：
：太阳能电池可利用其光生伏打效应将太阳能转化为电能，具有绿色环保、取之不尽用之不竭的优点，是一种可替代常规油气能源的重要发展方向。太阳能电池一般可分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池。其中，经过多年的研发和市场推广，目前晶体硅太阳能电池已经逐步在太阳能电池领域中占据主导地位。通常来说，晶体硅太阳能电池的制备方法包括将玻璃片、透明eva胶膜、电池片、eva胶膜和背板依次叠放在一起并进行热压成型。相对eva胶膜而言，液体硅胶材料有着更好的耐候性，尤其是耐紫外性能，因此，其在光伏领域得到新的发展与应用。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种液体光学硅胶组合物，该液体光学硅胶组合物不仅保持了较高的光透过率，而且能够将紫外光转换为可见光，提高组件的光电转换效率。根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种液体光学硅胶组合物，该组合物含有乙烯基硅油、交联剂、催化剂、抑制剂、光转换材料、可选的增粘剂、以及可选的增强剂，所述光转换材料为苯并恶唑型光转换材料，至少部分乙烯基硅油为第一乙烯基硅油，所述第一乙烯基硅油的粘度为10000-150000cp。根据本发明的第二个方面，本发明提供了本发明第一个方面所述的液体光学硅胶组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将光转换材料溶解在有机溶剂中，可选地进行过滤后，得到光转换材料溶液；(2)将所述光转换材料溶液与至少部分乙烯基硅油混合，并脱除得到的混合物中的有机溶剂，得到乙烯基硅油混合物；(3)将乙烯基硅油混合物与剩余部分乙烯基硅油、交联剂、催化剂、抑制剂、可选的增粘剂、以及可选的增强剂混合，得到液体光学硅胶组合物。根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种光学硅胶，该光学硅胶是将本发明第一个方面所述的液体光学硅胶组合物进行固化而得到的。根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件中的封装材料为本发明第三个方面所述的光学硅胶。以本发明的液体光学硅胶组合物制备的光学硅胶不仅能够保持较高的光透过率，并且能够将透过的紫外光转换为可见光，即本发明在硅胶中引入光转换材料，能将晶体硅电池中量子效率较低的紫外光转换为量子效率较高的可见光，并最终提高太阳能电池的光电转换效率。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种液体光学硅胶组合物，该组合物含有乙烯基硅油、交联剂、催化剂、抑制剂、光转换材料、可选的增粘剂、以及可选的增强剂。根据本发明的液体光学硅胶组合物，至少部分乙烯基硅油为第一乙烯基硅油，所述第一乙烯基硅油的粘度为10000-150000cp，优选为15000-130000cp，更优选为20000-100000cp。所述第一乙烯基硅油的具体实例可以包括但不限于：安比亚特特种有机硅有限公司的牌号为vs100000的乙烯基硅油、浙江润禾有机硅新材料有限公司的牌号为rh302的乙烯基硅油。本发明中，粘度为流体旋转粘度，采用旋转粘度计(如brookfield旋转粘度计)在25±2℃的温度下测定。根据本发明的液体光学硅胶组合物，所述乙烯基硅油可以全部为第一乙烯基硅油，也可以为第一乙烯基硅油与其它乙烯基硅油的组合。在一种优选的实施方式中，所述乙烯基硅油含有第一乙烯基硅油和第二乙烯基硅油，所述第二乙烯基硅油的粘度为低于所述第一乙烯基硅油。所述第二乙烯基硅油的粘度优选为1000-6000cp，更优选为1500-5500cp，进一步优选为2000-5000cp。所述第二乙烯基硅油的具体实例可以包括但不限于：安比亚特特种有机硅有限公司的牌号为vs2000的乙烯基硅油、浙江润禾有机硅新材料有限公司的牌号为rh-304的乙烯基硅油。根据该优选的实施方式的组合物，第一乙烯基硅油的含量为高于第二乙烯基硅油的含量。优选地，相对于100重量份第一乙烯基硅油，所述第二乙烯基硅油的含量可以为10-30重量份，优选为12-28重量份，更优选为15-26重量份。根据本发明的液体光学硅胶组合物，所述光转换材料为苯并恶唑型光转换材料，优选为2,2’-(4,4’-二苯乙烯基)双苯并恶唑、2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩、4,4’-双(5-甲基-2-苯并恶唑基)二苯乙烯、1,4-双(4-甲基-5-苯基-2-恶唑基)苯、以及1,4-双[2-(5-苯基)恶唑基]苯中的一种或两种以上，更优选为2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩和/或1,4-双(4-甲基-5-苯基-2-恶唑基)苯。相对于100重量份第一乙烯基硅油，所述光转换材料的含量可以为0.01-0.5重量份，优选为0.05-0.5重量份。根据本发明的液体光学硅胶组合物，所述交联剂用于与乙烯基硅油中的乙烯基发生反应，形成交联结构。所述交联剂可以为常见的能够与乙烯基硅油中的乙烯基发生化学反应的物质，优选为能够与乙烯基硅油中的乙烯基发生化学反应的含硅化合物。在一种优选的实施方式中，所述交联剂为分子结构中含有硅氢键的含硅化合物。具体地，所述交联剂可以为分子结构含有硅氢键的含氢硅油。分子结构中含有硅氢键的含氢硅油的粘度可以为10-600cp，优选为20-550cp，更优选为30-500cp。所述交联剂的具体实例可以包括但不限于：安比亚特特种有机硅有限公司的牌号为xl10的含氢硅油以及牌号为xl12的含氢硅油。所述交联剂的用量可以根据含氢硅油的用量进行选择。一般地，相对于100重量份第一乙烯基硅油，所述交联剂的含量可以为0.4-10重量份，优选为0.5-6重量份。根据本发明的液体光学硅胶组合物，所述催化剂用于催化交联剂与乙烯基硅油之间的反应。所述催化剂的种类可以根据交联剂与乙烯基硅油之间的反应类型进行选择。在所述交联剂为分子结构中含有硅氢键的含氢硅油时，交联剂中的硅氢键与乙烯基硅油中的乙烯基之间发生硅氢加成反应，所述催化剂可以为对硅氢加成反应具有催化活性的催化剂。优选地，所述催化剂为铂系催化剂，优选为氯铂酸。所述催化剂的用量以能实现催化作用为准。一般地，相对于100重量份第一乙烯基硅油，所述催化剂的质量含量可以为2-20ppm，优选为5-18ppm，更优选为7-15ppm。根据本发明的液体光学硅胶组合物，所述抑制剂用于延缓交联反应的速度，避免交联过快而导致的快速凝胶。所述抑制剂的种类可以根据交联反应的类型进行选择。优选地，所述抑制剂可以为炔醇和/或四甲基四乙烯基环四硅氧烷。所述炔醇的具体实例可以包括但不限于乙炔醇、丙炔醇、乙炔基环己醇和丁炔醇中的一种或两种以上。相对于100重量份第一乙烯基硅油，所述抑制剂的含量可以为0.001-0.5重量份，优选为0.002-0.3重量份，更优选为0.003-0.2重量份。根据本发明的液体光学硅胶组合物，所述增粘剂用于提高液体光学硅胶组合物的粘度，可以为能提高乙烯基硅油分子量的物质。根据本发明的液体光学硅胶组合物，可以含有增粘剂，也可以不含有增粘剂，优选含有增粘剂。优选地，所述增粘剂为硅烷偶联剂和/或硅氧烷低聚物。更优选地，所述增粘剂为硅烷偶联剂，其具体实例可以包括但不限于为γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。相对于100重量份乙烯基硅油，所述增粘剂的含量可以为0-3重量份。根据本发明的液体光学硅胶组合物，所述增强剂用于提高由该液体光学硅胶组合物形成的光学硅胶的强度。根据本发明的液体光学硅胶组合物，可以含有增强剂，也可以不含有增强剂，优选含有增强剂。所述增强剂可以为气相二氧化硅和/或mq树脂。相对于100重量份第一乙烯基硅油，所述增强剂的含量可以为0-3重量份。根据本发明的液体光学硅胶组合物，可以通过将组合物中的各个组分混合而制得。根据本发明的第二个方面提供了一种优选的制备所述液体光学硅胶组合物的方法，采用该方法，能进一步提高制备的光学硅胶的透光率。根据本发明的第二个方面，本发明提供了本发明第一个方面所述的液体光学硅胶组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将光转换材料溶解在有机溶剂中，可选地进行过滤后，得到光转换材料溶液；(2)将所述光转换材料溶液与至少部分乙烯基硅油混合，并脱除得到的混合物中的有机溶剂，得到乙烯基硅油混合物；(3)将乙烯基硅油混合物与剩余部分乙烯基硅油、交联剂、催化剂、抑制剂、可选的增粘剂、以及可选的增强剂混合，得到液体光学硅胶组合物。步骤(1)中，所述有机溶剂可以为能够溶解所述光转换材料，且易于与乙烯基硅油分离的有机溶剂。具体地，所述有机溶剂可以为氯仿、二氯甲烷、丙酮、二甲苯、甲苯和环己烷中的一种或两种以上的组合。所述光转换材料溶液中，光转换材料的含量优选为0.1-30重量％，更优选为0.2-20重量％，进一步优选为0.3-15重量％，更进一步优选为0.5-10重量％。步骤(1)中，在将光转换材料溶解在有机溶剂中之后，可以直接将得到的溶液作为光转换材料溶液，优选在溶解完成之后，进行过滤，并将得到的滤液作为光转换材料溶液。所述过滤可以采用常规方法进行，例如采用滤布和/或滤膜进行过滤。步骤(2)中，将所述光转换材料溶液与至少部分乙烯基硅油混合，所述乙烯基硅油可以为第一乙烯基硅油，也可以为第二乙烯基硅油，还可以为第一乙烯基硅油和第二乙烯基硅油的组合。在一种优选的实施方式中，步骤(2)中，至少部分乙烯基硅油为第二乙烯基硅油，这样能进一步提高混合的均匀性，从而进一步降低由该组合物形成的光学硅胶中的可见颗粒物。以第二乙烯基硅油的总量为基准，用于步骤(2)的第二乙烯基硅油的量可以为1-100重量％。在该优选的实施方式中，步骤(2)中所述乙烯基硅油更优选为第二乙烯基硅油。步骤(2)中，从进一步提高混合的均匀性的角度出发，优选在搅拌的条件下，将所述光转换材料溶液与乙烯基硅油混合。所述搅拌可以为磁力搅拌，也可以为机械搅拌。步骤(2)中，将光转换材料溶液与乙烯基硅油混合后，将得到的混合物中的有机溶剂脱除，从而得到乙烯基硅油混合物。可以采用常规方法脱除得到的混合物中的有机溶剂。优选地，采用蒸馏法脱除得到的混合物中的溶剂。所述蒸馏可以为常压蒸馏，也可以为减压蒸馏。可以将得到的混合物在常见的蒸馏设备中进行蒸馏，从而脱除其中的有机溶剂。所述蒸馏的条件可以根据有机溶剂的种类进行选择，没有特别限定。步骤(3)中，将步骤(2)得到的乙烯基硅油混合物与根据本发明的液体光学硅胶组合物中的其余组分混合，从而得到根据本发明的液体光学硅胶组合物。可以在常见的混合装置中，将所述第二乙烯基硅油混合物与其余组分混合。根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种光学硅胶，该光学硅胶是将本发明第一个方面所述的液体光学硅胶组合物进行固化而得到的。所述固化可以在50-150℃的温度下进行。所述固化的持续时间可以根据进行固化的温度进行选择，一般可以为5-60min。根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件中的封装材料为本发明第三个方面所述的光学硅胶。采用本发明的光学硅胶作为封装材料，能获得较高的量子转化效率，从而提高太阳能电池组件的功率。以下结合实施例详细说明本发明，但并不因此限制本发明的范围。以下实施例和对比例中采用的原料如下表1所示。表1表1中，粘度为流体旋转粘度，采用brookfield旋转粘度计在25±2℃测定。实施例1-11用于说明本发明。实施例1(1)将5gob溶解于45g氯仿中，以600rpm的转速搅拌15min，使其完全溶解，然后用400目的滤布进行过滤，收集滤液。向滤液中加入45gvs2000在1000rpm的转速下搅拌30min，然后在65℃进行常压蒸馏，除去氯仿，得到乙烯基硅油混合物t1。(2)将步骤(1)制备的乙烯基硅油混合物t1按表2的组成，与第一乙烯基硅油、剩余第二乙烯基硅油、催化剂、交联剂、抑制剂混合，从而得到液体光学硅胶组合物。(3)将步骤(2)制备的液体光学硅胶组合物在100℃固化15分钟，得到厚度为1mm的透明胶片。采用肉眼观察制备的透明胶片中是否存在固体颗粒，在透明硅胶片表面上随机选取5个不同区域(每个区域为长5mm×宽5mm的方形区域)进行观察，对每个观察区域内的固体颗粒的数量进行计数，将5个区域得到的固体颗粒数量取平均值，并按照以下标准进行归类，其中，“均一透明”是指没有肉眼可见的固体颗粒；“极少颗粒物”是指胶片中存在颗粒物，但是颗粒物的数量低于3；“微量颗粒物”是指胶片中颗粒物的数量在3-5的范围内；“少量颗粒物”是指胶片中颗粒物的数量高于5，具体归类结果在表3中列出。采用铂金埃尔默仪器有限公司的型号为ambda950的分光光度计测定制备的透明胶片的透光率(对波长为400-800nm的光)，结果在表3中列出。采用法国horibajobinyvon公司的型号为fluomax-4p的荧光光谱仪测定制备的透明胶片的相对荧光强度，结果在表3中列出。实施例2(1)采用与实施例1相同的方法制备第二乙烯基硅油混合物，不同的是，将ob溶解于氯仿之后，不采用滤布进行过滤，而是直接加入vs2000中，从而得到乙烯基硅油混合物t2。(2)采用与实施例1步骤(2)相同的方法制备液体光学硅胶组合物，不同的是，采用乙烯基硅油混合物t2。(3)将步骤(2)制备的组合物采用与实施例1步骤(3)相同的方法制备透明胶片。实施例3(1)将5gob溶解于45g的氯仿中，以600rpm的转速搅拌15min，使其完全溶解，然后用400目的滤布进行过滤，收集滤液。向滤液中加入45gvs100000在1000rpm的转速下搅拌30min，然后在65℃进行常压蒸馏，除去氯仿，得到乙烯基硅油混合物t3。(2)采用与实施例1步骤(2)相同的方法制备液体光学硅胶组合物，不同的是，采用乙烯基硅油混合物t3。(3)将步骤(2)制备的组合物采用与实施例1步骤(3)相同的方法制备透明胶片。实施例4采用与实施例1步骤(2)相同的方法，直接将光转换材料、第一乙烯基硅油、第二乙烯基硅油、交联剂、催化剂和抑制剂混合，得到液体光学硅胶组合物，并将制备的液体光学硅胶组合物采用与实施例1步骤(3)相同的方法制备透明胶片。实施例5(1)将5gob加入45gvs2000在1000rpm的转速下搅拌30min，得到乙烯基硅油混合物t4。(2)按照与实施例1步骤(2)相同的方法制备液体光学硅胶组合物，不同的是，采用乙烯基硅油混合物t4。(3)将步骤(2)制备的组合物采用与实施例1步骤(3)相同的方法制备透明胶片。实施例6(1)将5gob溶解于45g氯仿中，以600rpm的转速搅拌15min，使其完全溶解，然后用400目的滤布进行过滤，收集滤液。向滤液中加入45gvs100000在1000rpm的转速下搅拌30min，然后在65℃进行常压蒸馏，除去氯仿，得到乙烯基硅油混合物t5。(2)将步骤(1)制备的乙烯基硅油混合物t5按表2的组成，与剩余部分第一乙烯基硅油、催化剂、交联剂、抑制剂混合，从而得到液体光学硅胶组合物。(3)将步骤(2)制备的液体光学硅胶组合物在100℃固化15分钟，得到厚度为1mm的透明胶片。实施例7采用与实施例1步骤(2)相同的方法，直接将光转换材料、第一乙烯基硅油、交联剂、催化剂和抑制剂混合，得到液体光学硅胶组合物，将制备的液体光学硅胶组合物采用与实施例1步骤(3)相同的方法制备透明胶片。对比例1采用与实施例1步骤(2)相同的方法，直接将第一乙烯基硅油、第二乙烯基硅油、交联剂、催化剂和抑制剂混合，得到液体光学硅胶组合物，并将制备的液体光学硅胶组合物采用与实施例1步骤(3)相同的方法制备透明胶片。表2表3编号表观透过率(％)相对荧光强度实施例1均一透明94.21.48e+09实施例2极少颗粒物93.81.47e+09实施例3微量颗粒物93.01.46e+09实施例4少量颗粒物91.21.45e+09实施例5微量颗粒物92.51.46e+09实施例6微量颗粒物93.01.45e+09实施例7少量颗粒物91.31.45e+09对比例1均一透明94.20将实施例1与对比例1进行比较可以看出，在硅胶中引入光转换材料能提高硅胶片的荧光强度，从而提高采用该硅胶片的晶硅电池的量子效率。将实施例1与实施例3、4、6和7进行比较可以看出，将光转换材料先溶解在至少部分第二乙烯基硅油中，再与液体光学硅胶组合物中的其余组分混合，能有效地提高制备的光学硅胶的透光性。实施例8(1)将0.1gob溶解于20g的二甲苯中，以600rpm的转速搅拌15min，使其完全溶解，然后用400目的滤布进行过滤，收集滤液。向滤液中加入40gvs2000在1000rpm的转速下搅拌30min，然后在140℃进行常压蒸馏，除去二甲苯，得到乙烯基硅油混合物t6。(2)将步骤(1)制备的乙烯基硅油混合物t6按表4的组成，与第一乙烯基硅油、催化剂、交联剂、抑制剂混合，从而得到液体光学硅胶组合物。(3)将步骤(2)制备的液体光学硅胶组合物在100℃固化15分钟，得到厚度为1mm的透明胶片，该透明胶片的性质在表5中列出。实施例9(1)将2gdimethylpopop溶解于100g的二氯甲烷中，以600rpm的转速搅拌15min，使其完全溶解，然后用400目的滤布进行过滤，收集滤液。向滤液中加入40gvs2000在1000rpm的转速下搅拌30min，然后在40℃进行常压蒸馏，除去二氯甲烷，得到乙烯基硅油混合物t7。(2)将步骤(1)制备的乙烯基硅油混合物t7按表4的组成，与第一乙烯基硅油、剩余第二乙烯基硅油、催化剂、交联剂、抑制剂混合，从而得到液体光学硅胶组合物。(3)将步骤(2)制备的液体光学硅胶组合物在100℃固化15分钟，得到厚度为1mm的透明胶片，该透明胶片的性质在表5中列出。表4表5编号表观透过率(％)相对荧光强度实施例8均一透明94.31.52e+09实施例9均一透明94.11.36e+09实施例10(1)将5gob溶解于45g氯仿中，以1000rpm的转速搅拌25min，使其完全溶解，然后用400目的滤布进行过滤，收集滤液。向滤液中加入45grh304在2000rpm的转速下搅拌30min，然后在65℃进行常压蒸馏，除去氯仿，得到乙烯基硅油混合物t8。(2)将步骤(1)制备的乙烯基硅油混合物t8按表6的组成，第一乙烯基硅油、剩余第二乙烯基硅油、催化剂、交联剂、抑制剂混合，从而得到液体光学硅胶组合物。(3)将步骤(2)制备的液体光学硅胶组合物在100℃固化15分钟，得到厚度为1mm的透明胶片，该透明胶片的性质参数在表7中列出。实施例11(1)将2gdimethylpopop溶解于100g二氯甲烷中，以1500rpm的转速搅拌8min，使其完全溶解，然后用400目的滤布进行过滤，收集滤液。向滤液中加入40grh304在1000rpm的转速下搅拌30min，然后在40℃进行常压蒸馏，除去二氯甲烷，得到乙烯基硅油混合物t9。(2)将步骤(1)制备的乙烯基硅油混合物t9按表6的组成，与第一乙烯基硅油、剩余第二乙烯基硅油、催化剂、交联剂、抑制剂混合，从而得到液体光学硅胶组合物。(3)将步骤(2)制备的液体光学硅胶组合物在100℃固化15分钟，得到厚度为1mm的透明胶片，该透明胶片的性质参数在表7中列出。表6表7编号表观透过率(％)相对荧光强度实施例10均一透明94.21.45e+09实施例11均一透明94.11.36e+09以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12