专利名称：光生伏打电池组件和形成方法
技术领域：
本发明主要涉及光生伏打电池组件和光生伏打电池阵列。更确切地讲，本发明涉及包括第一最外层、光生伏打电池和第二最外层的光生伏打电池组件，其具有特殊的特性并且位于光生伏打电池上把光生伏打电池夹在第二最外层和第一最外层之间。本发明还涉及形成光生伏打电池组件的方法。
背景技术：
光生伏打电池(光电池)是用于将光转化为电的半导体装置。光生伏打电池有两种主要类型，硅晶片和薄膜的。硅晶片是半导体材料薄片，其通常通过由单晶或多晶锭机械切割硅晶片形成。或者，可通过铸造形成硅晶片。薄膜光生伏打电池通常包括使用溅射技术或化学气相沉积技术沉积在基体上的半导体材料连续层。
一般，光生伏打电池被包括在光生伏打电池组件中，其还包括粘结层、基体、上层和/或提供强度和稳定性的附加材料。某些组件包括使用薄粘结层结合于玻璃上层的玻璃基体。由于需要控制分散粘结层和将粘结层从基体和上层的泄露最小化从而减少浪费，这些类型的组件通常使用的制造方法是缓慢和效率低下的。使用从基体和上层之间挤出的并且被抛弃的大量的粘结层形成其它类型的组件。在两种类型的组件中，因为粘结层可以以不连续的形式穿过基体和上层流动，因此难于控制粘结层的厚度。此外，形成两种类型的组件的方法都导致费用升高、处理时间加长和处理复杂度提高。这些都导致最终购买者的花费增加。因此，仍有发展改进的光生伏打电池组件、组建的光生伏打电池阵列和组件的形成方法的机会。
发明内容
本发明提供了光生伏打电池组件和组件的形成方法。光生伏打电池组件包括第一最外层，其具有使用ASTM E424-71的UV/Vis分光光度法确定的至少70%的透光率。光生伏打电池位于第一最外层上。该组件还包括与第一最外层相对的第二最外层。第二最外层包括硅树脂组合物。第二最外层位于光生伏打电池上，并且将光生伏打电池夹在第二最外层和第一最外层之间。通过本发明的方法形成光生伏打电池组件。在一个实施方式中，该方法包括将光生伏打电池安排在第一最外层上，将硅树脂组合物置于光生伏打电池上、至少部分地以硅树脂组合物涂层多个纤维从而形成第二层和压缩第一最外层、光生伏打电池和第二层从而形成组件。与该实施方式相关，多个纤维从侧面延伸穿过第二层到组件两端的组件外围。这样，该多个纤维能够阻止硅树脂组合物在压缩步骤的过程中从组件泄露。第二(最外)层可以使光生伏打电池被固定在组件中，而同时将硅树脂组合物的必须使用的量最小化。如果使用的话，第二(最外)层的多个纤维控制硅树脂组合物的分散和组件的产生的厚度，还将组件外部的硅树脂组合物的损失或泄露最小化，如压缩步骤过程中的。多个纤维，协同硅树脂组合物还提供给组件结构强度，降低组件的易燃性并提高光生伏打电池和第一最外层之间的粘合强度。多个纤维和硅树脂组合物还可以使组件成为刚性的、半刚性的或柔软的，而同时保持电效率和结构完整性。而且此外，因为硅树脂组合物的被控分散、硅树脂组合物的使用量最低化、浪费最小化、厚度一致性和组件尺寸提高，多个纤维可以使组件具有成本效益和可重复生产。多个纤维和硅树脂组合物还可以形成不具有支持层的组件，从而降低成本、生产复杂度和形成组件所需要的时间。
会容易理解本发明的其它优势，因为通过参考联通其中附图考虑的以下的详细介绍可更好地理解图I是包括第一最外层、第一最外层上的光生伏打电池和光生伏打电池上的第二最外层的第一光生伏打电池组件的侧横截面视图。图2是通过本发明的方法形成的并且包括第一最外层、第一最外层上的光生伏打电池、光生伏打电池上的第二层和作为第二最外层的第二层上的支持层的第二光生伏打电 池组件的侧横截面视图。图3是包括第一最外层、第一最外层上的并且与第一最外层直接接触的粘结层、第一最外层上并且间隔开的光生伏打电池和光生伏打电池上的第二最外层的第三光生伏打电池组件的侧横截面视图；图4是通过本发明的方法形成的包括第一最外层、第一最外层上的并且与第一最外层直接接触的粘结层、第一最外层上的并且间隔开的光生伏打电池、光生伏打电池上的第二层和作为第二最外层的第二层上的并且直接接触第二层的支持层的第四光生伏打电池组件的侧横截面视图；图5是包括至少部分涂覆了本发明的硅树脂组合物的多个纤维的第二(最外)层的侧横截面视图；图6A是一系列图I的光生伏打电池组件的横截面侧视图，其被电连接并且被设计为光生伏打电池阵列；图6B是一系列被电连接的并且被设计为光生伏打电池阵列的图I的光生伏打电池组件的放大侧横截面视图；图7是图I的光生伏打电池组件的横截面底部视图，其中多个纤维侧面(L)延伸穿过第二层至组件两端的光生伏打电池组件的外围，从而阻止硅树脂组合物从光生伏打电池组件泄露；图8是包括第一最外层、第一最外层上的光生伏打电池和光生伏打电池上的第二最外层的光生伏打电池组件的横截面侧视图，其中第二最外层没有多个纤维并且由氢化硅烷化-可固化硅树脂组合物形成；图9是通过本发明的方法形成的并且包括第一最外层、第一最外层上的光生伏打电池、光生伏打电池上的第二层和作为第二最外层的第二层上的支持层的光生伏打电池组件的横截面侧视图，其中第二层没有多个纤维并且由氢化硅烷化-可固化硅树脂组合物形成；图10是包括第一最外层、第一最外层上的并且与第一最外层直接接触的粘结层、第一最外层上的并且与第一最外层间隔开的光生伏打电池和光生伏打电池上的第二最外层的光生伏打电池组件的横截面侧视图，其中第二最外层没有多个纤维并且由氢化硅烷化-固化硅树脂组合物形成；图11是通过本发明的方法形成的并且包括第一最外层、第一最外层上的并且与第一最外层直接接触的粘结层、第一最外层上的并且与第一最外层间隔开的光生伏打电池、光生伏打电池上的第二最外层和作为第二最外层上的第二层上的并且与第二层直接接触的支持层的光生伏打电池组件的横截面侧视图，其中第二层没有多个纤维并且由氢化硅烷化-可固化硅树脂组合物形成。
具体实施例方式本发明提供了图1_4、6A/B和7_11简要示意的光生伏打电池组件20 (在后文中被称为“组件)和形成组件20的方法。如所属领域中已知的，组件20基于光伏效应将光能转化成电能。更确切地讲，组件20执行两个基本功能。第一个功能是电荷载体的光生成，如光吸收材料中的电子和空穴。第二个功能是将电荷载体导向于导电触头从而传输电力。本发明的组件20可用于任意工业，包括但是不限定于，汽车、小型电子、边远地区的电力系统、卫星、空间探测、无线电话、水泵、并网电力系统、电池、电池充电器、光电化学应用、聚合物光生伏打电池应用、纳米晶体光生伏打电池应用和染色敏化光生伏打电池应用。在一个实施方式中，一系列组件20被电连接并且形成光生伏打电池阵列32，如图6A所示。光生伏打电池阵列32通常被用于连接于后备电池的农村区域的房顶上，和DC泵、信号浮标中等。本发明的光生伏打电池阵列32可以是平面的或非平面的，并且通常起到单电流产生单元的作用，其中组件20以这样的方式互连从而产生电压。组件20包括第一最外层22，其具有通过使用ASTM E424-71的UV/Vis分光光度法确定的至少70 %的透光率。在一个实施方式中，第一最外层22具有至少80 %的透光率。在可选的实施方式中，第一最外层22具有至少90%的透光率。仍然在另一实施方式中，第一最外层22具有约100%的透光率。一般来说，第一最外层22提供给组件20的前表面34保护，如图1_4、6A和8_11所示的。同样，第一最外层22可提供给组件20的后表面保护。第一最外层22可以是柔软和易弯曲的，或者可以是刚性和不易弯曲的。或者，第一最外层22可包括刚性和不易弯曲的部分，而同时包括柔软和易弯曲的部分。在一个实施方式中，第一最外层22包括玻璃。在另一实施方式中，第一最外层22包括有机聚合物。有机聚合物可选自由，但是不限定于，聚酰亚胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物，和/或包括，但是不限定于，乙烯四氟乙烯(ETFE)、单独的或至少部分涂覆了硅氧基材料(SiOx)的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，和其组合的组。或者第一最外层22可包括硅树脂，可基本由硅树脂构成并且不包括有机单体或聚合物，或者可以由硅树脂构成。当然，可理解第一最外层22不限定于前述的化合物，并且可包括所属领域中已知的任意化合物或组合物，只要第一最外层22具有使用ASTM E424-71的至少70%的透光率。第一最外层22可以是承重的或非承重的，并且可被包括在组件20的任意部分中。第一最外层22可以是组件“顶层”，也被称为上层，或“底层”，也被称为基体。底层通常位于光生伏打电池24之后，并且起到机械支持的作用。与本发明的方法的相关，组件20可包括第一最外层22作为顶层和也具有如上层的使用ASTM E424-71的至少70%的透光率的作为组件的底层的附加层。附加层可以与第一最外层22相同或不同。一般，第一最外层22位于组件20的顶部并且面对着光源。第一最外层22和附加层都可用于保护组件20避免如下雨、光照(show)和热的环境条件。在一个实施方式中，第一最外层221具有各125mm的长度和宽度。在另一实施方式中，第一最外层22具有各156mm的长度和宽度。当然,可理解第一最外层和本发明不限定于这些尺寸。除了第一最外层22，组件20还包括光生伏打电池24。光生伏打电池24位于第一最外层22上。在一个实施方式中，光生伏打电池24直接位于第一最外层22上，即直接接触第一最外层22,如图1、2、6A/B、8和9所不。在另一实施方式中，光生伏打电池24与第一最外层22间隔开，如图3和4和10和11所示。通过化学气相沉积和物理溅射，化学光生伏打电池24位于第一最外层之上并且直接接触(即直接施加于)第一最外层。或者，可与第一最外层22和/或组件分开形成光生伏打电池，并且随后被置于第一最外层22上。在一个实施方式中，光生伏打电池24被夹在第二(最外)层26和粘结层30之间，如下文中更详细描述的和如图3和图10所示的。应理解术语“第二(最外)”可适用于第二最外层·和第二层。光生伏打电池24通常具有50至250微米的厚度，更一般的是100至225微米，最一般的是175至225微米的厚度。在一个实施方式中，光生伏打电池24具有各125mm的长度和宽度。在另一实施方式中，光生伏打电池具有各156mm的长度和宽度。当然，应理解光生伏打电池24和本发明不限定于这些尺寸。光生伏打电池24可包括大面积、单晶、单层pn结二极管。通常使用以硅晶片的扩散方法来制造这些光生伏打电池24。或者，光生伏打电池24可包括在晶格匹配的晶片上的薄的外延沉积的(娃)半导体。在该实施方式中，光生伏打电池24被分为空间的或地球的，通常具有7 %至40 %的AMO效率。此外，光生伏打电池24可包括量子阱装置，如量子点、量子绳(quantum rope)等,还包括碳纳米管。不希望被理论束缚，认为这些类型的光生伏打电池24可具有达到45%的AMO产生效率。仍然此外，光生伏打电池24可包括聚合物和纳米粒子的混合物，其形成单个多光谱层，其可堆叠起来从而产生效率更高和更便宜的多光谱光生伏打电池。光生伏打电池24可包括非晶硅、单晶硅、多晶硅、微晶硅、纳米晶二氧化硅、碲化镉、铜铟/硒化镓/硫、砷化镓、硫聚苯亚乙烯、铜酞菁、碳富勒烯和其在锭、带、薄膜和/或晶片中的组合。光生伏打电池24还可包括光吸收染料，如钌有机金属染料。最通常的是光生伏打电池24包括单晶和多晶硅。光生伏打电池24具有第一面和第二面。一般第一面与第二面相反。但是，第一和第二面彼此可以是临近的。第一电导线通常位于第一面上，而第二电导线通常位于第二面上。第一和第二电导线之一通常被用作阳极，而另外一个通常用作阴极。第一和第二电导线可以是相同的或不同的，可包括金属、导电聚合物和其组合。在一个实施方式中，第一和第二电导线包括锡银焊料涂层的铜。在另一实施方式中，第一和第二电导线包括锡铅焊料涂层的铜。第一和第二电导线可以位于光生伏打电池24的第一面和第二面的任意部分上。第一和第二电导线可以是任意尺寸和形状的，通常是长方形的并且具有约O. 005至O. 080英寸的长度和/或宽度的尺寸。第一和第二电导线通常将组件20连接于光生伏打电池阵列中的其它组件20，如图6A所示。组件20可串联或并联。组件20还包括位于光生伏打电池24之上的第二(最外)层26。更确切地讲，如图1、3、6A/B和8-11中所示的组件22包括第二(最外)层26。包括第二(最外)层26的组件22不使用任何的支持层28而具有足够的强度和刚性，如下文更详细描述的。换句话说，组件22可包括第二(最外)层26作为最底层，而不包括除了光生伏打电池24和第一最外层22之外的任意附加层。但是，与本发明的方法的相关，形成的组件22可包括第二层26作为最外层或内层。与本发明相关，第二(最外)层26可将第一最外层22结合于光生伏打电池24和/或至少部分地包裹光生伏打电池24。第二(最外)层26可直接位于光生伏打电池24之上，即直接接触光生伏打电池24，如图1-4、6A/B和8-11所示，或可与光生伏打电池24间隔开。在各个实施方式中，第二(最外)层26还限定为位于光生伏打电池24之上的被控制的珠子。在各个实施方式中，第二(最外)层26是被控制的液体硅树脂组合物珠子。被控制的 珠子通常以长方形被施加。但是，可以以任意形状形成受控小球。一般，受控小球接触第一最外层24、光生伏打电池24的内部,或同时接触第一最外层22和光生伏打电池24的内部，从而沿着第一最外层22、光生伏打电池24的外周，或同时沿着第一最外层22和不包括第二(最外)层26的光生伏打电池的外周留下空间。在一个实施方式中，该空间的宽度大约是1/2英寸。第二(最外)层26通常具有I至50mil的厚度，更通常是4至40mil，甚至更通常是3至30mil,仍然更通常是4至15mil,最通常是4至lOmil。第二(最外)层26可以是粘的或是不粘的，可以是凝胶、胶水、液体、膏体、树脂或固体。在一个实施方式中，第二(最外)层26基本没有带入的空气(气泡)。术语“基本没有”表示第二(最外)层26没有可见的空气气泡。在本发明的方法中，通过液体硅树脂组合物形成第二(最外)层26，在下文中进行了详细介绍，但是可被固化或部分固化从而是粘的或不粘的和/或是凝胶、胶水、液体、膏、树脂或固体。在一个实施方式中，当小于90%的合适的(即，预期的)反应部分反应，发生了部分固化。在另一实施方式中，当至少90%的合适的(即，预期的)反应部分反应，发生了固化。第二(最外)层26可包括或没有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚氟乙烯和乙烯醋酸乙烯酯中的一种或几种。在一个实施方式中，第二(最外)层26包括多个纤维27，如图所示。在另一实施方式中，第二(最外)层26没有多个纤维，如下文更详细介绍的。在图6A/B中，为了清楚起见，仅省略了纤维27的细节。第二(最外)层26通常包括至少两个，并且可包括不限数量的单个纤维27。术语“纤维”包括连续的丝状物和/或离散长度的材料，其可以是天然的或合成的。天然纤维包括，但是不限定于，通过植物、动物和地质作用产生的，如蔬菜、木材和天然矿物纤维。合成纤维包括，但是不限定于，非天然的矿物纤维，如玻璃纤维、金属纤维、碳纤维、聚合物纤维，如聚酰胺纤维、PET或PBT聚酯纤维、酚醛(PF)纤维、聚乙烯醇纤维(PVOH)纤维、聚氯乙烯纤维(PVC)纤维、聚烯烃纤维、丙烯酸纤维、聚丙烯腈纤维、芳香族聚酰胺纤维、弹性体纤维、氨纶纤维、微纤维和其组合。在一个实施方式中，多个纤维27具有高模数和高抗拉强度。在另一实施方式中，多个纤维27在25°C具有至少3GPa的弹性模数。例如，多个纤维27在25°C可具有3至IOOOGPa的弹性模数，或者3至200Gpa，或者10至lOOGPa。此外，多个纤维27在25°C可具有至少50MPa的抗拉强度。例如，多个纤维27在25°C可具有50至IOOOOMPa的抗拉强度，或者 50 至 lOOOMPa，或者 50 至 500MPa。单个纤维27的形状通常是圆柱状的，并且可具有I至100 μ m的直径，或者I至20 μ m,或者I至10 μ m。多个纤维27在使用之前可被热处理从而去除有机污染物。例如，多个纤维可在空气中高温加热(例如575°C )适当长的时间(例如，2小时)。在一个实施方式中，多个纤维27还限定为租或纱束。在另一实施方式中，多个纤维27还限定为织物。织物可以是纺织的或无纺的，或可以包括纺织或无纺部分。在一个实施方式中，织物是纺织的，选自由玻璃纤维、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙和其组合构成的组。在另一实施方式中，纺织品是无纺的，选自由玻璃纤维、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙和其组合构成的组。在其它的实施方式中，纺织品是无纺玻璃纤维，是由Dalton,MA的CraneNonwovens市售的。或者,纺织品可以是Crane Nonwovens市售的无纺聚酯。此外,织物可以是无纺的，包括聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二酯。当然，应理解织物不限定于前述类型的纺织的或无纺织物，可包括所属领域中已知的任意纺织的或无纺织物。在一个实施方式中，第二(最外)层26包括不止一种织物，例如两种、三种或多种单独的织物。 如所属领域中已知的，纺织的织物通常通过编织形成的布，其在斜纹方向上伸展。还如所属领域中已知的，无纺织物既不是纺织的也不是编织的，通常通过将个体纤维一起放成薄片或网状物的形式，然后将其通过粘合剂机械结合在一起，或通过将粘合物在织物上融化来将其热结合在一起。无纺织物可包括短纤无纺织物和纺粘法无纺织物。通常通过纺以均一网分布的纤维，然后通过使用树脂或热进行结合制造短纤无纺织物。通常通过纺直接位于网络内部的纤维来以一个连续的工艺制造纺粘法无纺织物。纺粘法工艺可以与熔喷工艺结合从而形成SMS (纺-熔-纺)无纺织物。无纺织物还可包括薄膜和原纤维，可通过使用形成锯齿状或真空来形成有图案的孔洞。玻璃纤维无纺织物通常是两种类型之一，包括具有直径为6至20微米的湿法短切的、旦尼尔纤维的湿法毡，或具有直径为O. I至6微米的不连续旦尼尔纤维的火焰吹拉毡。如上文开始介绍的，多个纤维27至少部分涂覆了硅树脂组合物。在各个实施方式中，多个纤维27的总表面积的至少50%、75%或95%涂覆了硅树脂组合物。在另一实施方式中，多个纤维27的总表面积的约100%涂覆了硅树脂组合物。图5显示了多个纤维27的总表面积的至少50%涂覆了硅树脂组合物。术语“涂层”表示至少覆盖了多个纤维27的部分表面。一般，硅树脂组合物经部分的多个纤维27 (例如，纺织物)渗出，如孔洞。在一个实施方式中，如图5列出的，多个纤维27还限定为织物，并且确定了硅树脂组合物可经其渗出的空洞。硅树脂组合物可灌注部分或全部的多个纤维27。也就是，在该实施方式中，硅树脂组合物涂覆了多个纤维27的外部(表面)，并且贯穿了多个纤维27界定的部分或全部空洞。也就是，在该实施方式中，硅树脂组合物可穿过部分空洞渗出而不穿过其它的。在其它的实施方式中，多个纤维27浸透了硅树脂组合物。在另一实施方式中，多个纤维27未浸透硅树脂组合物。还考虑到了硅树脂组合物可整个或部分包裹多个纤维27。硅树脂组合物可整个或部分包裹光生伏打电池24。可使用所属领域中已知的方法部分涂层多个纤维27的表面，可包括，但是不限定于，喷雾、浸溃、滚、刷和其组合。在一个实施方式中，多个纤维27被安置于娃树脂组合物中。娃树脂组合物通常至少涂层部分多个纤维27的总表面，厚度是I至50mil，更通常是3至30mil，最通常是4至15mil。当然，本发明不限定于这些厚度。
再回到前文，硅树脂组合物可以是所属领域中任意已知的，可包括，但是不限定于，硅烷、硅氧烷、硅氮烷、硅烯、甲硅烷基自由基或离子、结晶硅、硅宾、硅烷醇，其聚合物和其组合。此外，硅树脂组合物可通过所属领域中已知的任意机制被固化、部分固化或完全固化，包括，但是不限定于，游离基反应、氢化硅烷化反应、缩合反应或加成反应、热固化、紫外固化和其组合。一般，本发明的硅树脂组合物限定为可硅氢化固化的。因此，下文关注硅氢化固化硅树脂化学。但是，本发明不限定于如上文所介绍的氢化硅烷化固化硅树脂化学。在一个实施方式中，娃树脂组合物包括有机娃化合物、有机氢娃化合物和氢化娃烷化催化剂。有机硅化合物每个分子通常具有至少一个不饱和的部分并且可包括单一一种有机硅化合物、两种有机硅化合物或多种有机硅化合物。在各个实施方式中，有机硅化合物每个分子具有两个、三个或多个不饱和部分。在一个实施方式中，有机硅化合物包括烯基硅氧烧，其中稀基从娃氧烧基侧挂。稀基可以间隔娃氧烧任意距尚和/或位于娃氧烧基的任意位置中。即，烯基可以是端基、侧基，或者如果有机硅化合物包括不止一个烯基，烯基可以同时是端基和侧基。在一个实施方式中，有机娃化合物以娃氧烧为端基，而其本身以稀基为端基。在另一实施方式中，稀基娃氧烧是以稀基为端基的娃氧烧，即稀基可以位于娃氧烧基的一个或多个末端。或者，烯基硅氧烷可以是以烯基为侧基的硅氧烷。以烯基为侧基的硅氧 烷通常包括至少一个从沿着硅氧烷基而不是位于硅氧烷基的末端之一的位置侧挂的烯基。以烯基为端基或侧基的硅氧烷可以是直链的、分支的、环形的或其组合。烯基可包括直接从硅氧烷基的至少一个末端或从沿着硅氧烷基而不是末端的位置侧挂的碳链，可具有至少有一个C = C键的2至12个碳原子。优选,C = C键位于碳链的末端,如乙烯、5-己烯、7-辛烯等。此外，烯基不限定于一个C = C键,可包括不止一个C = C键。此外，以烯基为端基的硅氧烷可包括不止一个烯基。该不止一个的烯基可结合于硅氧烷中的同一个原子，或者可以结合于硅氧烷中的不同原子。还考虑到至少一个不饱和的部分可包括炔基，当化学法合理时其可取代烯基。在各个实施方式中，有机硅化合物具有硅键合的烯基，并且通常是包括R2SiOv2单元的共聚物，即T单元,和/或Si04/2单元，即Q单元与R1R22SiOv2单元组合，即M单元,和或R22SiO272单元，即D单元，其中R1是C1至Cltl烃基或C1至Cltl卤代烃基，都没有脂肪族不饱和，R2是烯基。例如，有机硅化合物可进一步限定为DT树脂、MT树脂、MDT树脂、DTQ树脂、MTQ树脂、MDTQ树脂、DQ树脂、MQ树脂、DTQ树脂、MTQ树脂或MDQ树脂，只要其每一个分子具有至少一个不饱和部分。通过R1表示的C1至Cltl烃基或C1至Cltl卤代烃基更通常地是具有I至6个碳原子。含有至少3个碳原子的无环烃基和卤代烃基可具有分支或不分支的结构。通过R1表示的烃基的实施例包括，但是不限定于，烷基，如甲基、乙基、丙基、I-甲基乙基、丁基、I-甲基丙基、2-甲基丙基、1，I-二甲基甲基、戊基、I-甲基丁基、I-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、I，2- 二甲基丙基、2，2- 二甲基丙基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基，环烷基，如环戊基、环己基和甲基环己基，芳基，如苯基和奈基，烧芳基，如甲苯和_■甲苯基，和芳烧基，如节基和苯乙基。R1表示的卤代烃基的实施例包括，但是不限定于3，3，3-三氟丙基、3-氯丙基、氣丙基、2，2, 2_ 二氣乙基、2, 2, 3, 3_四氣丙基和2, 2, 3, 3,4,4, 5, 5-八氣戍基。R2表示的烯基，其在有机硅化合物中可以是相同的或不同的，一般具有2至10个碳原子，或者2至6个碳原子，示例为，但是不限定与乙烯、丙烯、甲基丙烯、丁烯、己烯、辛烯基、癸烯、环己烯、苯乙烯等。在一个实施方式中，有机硅化合物被进一步确定为具有公式(R1R22SiOl72) w (R22SiO272) x (R2SiO372) y (SiO472) z (I)其中R1和R2如上文所描述和示例的，X、y和z是摩尔分数。一般，通过公示(I)表示的有机硅化合物每分子平均具有至少两个硅键合的烯基。更确切的说，下标w—般具有O至O. 9的值，或者O. 02至O. 75，或者O. 05至O. 3。下标x —般具有O至O. 9的值，或者O至O. 45，或者O至O. 25。下标J 一般具有O至O. 99的值，或者O. 25至O. 8，或者O. 5至O. 8。下标z具有O至O. 85的值，或者O至O. 25，或者O至O. 15。而且，y+z/(w+x+y+z)的比例一般是O. I至O. 99,或者O. 5至O. 95,或者O. 65至O. 9。此外，w+x/ (w+x+y+z)的比例一般是O. 01至O. 90，或者O. 05至O. 5，或者从O. I至O. 35。通过以上列出的公示(I)代表的有机硅化合物的合适的其它非限定性实施例包括，但是不限定于，具有以下公式的树脂(Vi2MeSiOl72) .25 (PhSiO372) .75, (ViMe2SiOl72) .25 (PhSiO372) 0.75， (ViMe2SiOl72) 0.25 (MeSiO372) 0.25 (PhSiO372) 0.50，(ViMe2SiOl72) 0.15 (PhSiO372) 0.75 (SiO472) 0. i，和(Vi2MeSiOl72) 0.15 (ViMe2SiOl72) 0.! (PhSiO372) 0.75，其中Me是甲基，Vi是乙烯，Ph是苯基，圆括号外的数字下标表示对应于上文列出的公示(I)的如上所述的w、x、y或z的摩尔分数。前述公式中的单位顺序不应以任何方式被视为限定了本发明的范围。通过公式(I)代表的有机硅化合物通常具有500至50000g/mol的数均分子量(Mn)，或者500至lOOOOg/mol，或者1000至3000g/mol，其中通过使用小角激光散射检测器或折射率检测器，和硅树脂(MQ)标准的凝胶渗透色谱法确定分子量。公式(I)代表的有机硅化合物于25°C具有0. 01至IOOOOOPa的粘度，或者0. I至lOOOOPa，或者I至100Pa。公式⑴代表的有机硅化合物通常包括由29Si NMR确定的小于10% (w/w)的硅键合的轻基，或者小于5% (w/w),或者小于2% (w/w) ο在一个实施方式中，有机硅化合物还限定为二烷基乙烯甲硅烷氧基末端的二烷基硅氧烷。在另一实施方式中，有机硅化合物还限定为二烷基烯基硅氧基末端的二烷基硅氧烷。有机硅化合物的非限定性实施例包括二甲基乙烯硅氧基末端的二甲基硅氧烷、二甲基乙烯硅氧基末端的二甲基硅氧烷、甲基乙烯硅氧烷和其组合。仍然在另一实施方式中，有机 硅化合物还限定为甲基乙烯硅氧基为侧基的二甲基硅氧烷。或者，有机硅化合物还可限定为烯基二烷基甲硅烷基封端的聚二烷基硅氧烷。在一个实施方式中，有机硅化合物还限定为乙稀_■甲基甲娃烧基封端的聚_■甲基娃氧烧。回到前文，硅树脂组合物一般还包括每个分子具有至少一个硅键合的氢原子的有机氢硅化合物。有机氢硅化合物可包括单一一种有机氢硅化合物、两种有机氢硅化合物或多种有机氢硅化合物。有机氢硅化合物通常平均每分子具有至少两个硅键合的氢原子，或者每分子具有至少三个娃键合的氢原子。有机氢娃化合物还限定为有机氢娃烧、有机氢娃氧烷或其组合。有机氢硅化合物的结构可以是直链的、分支的、环形的或含树脂的。在非环形聚娃烧或聚娃氧烧中，娃键合的氢原子可以位于末端、侧基或同时位于末端和侧基。环娃烷和环硅氧烷通常具有3至12个硅原子，或者3至10个硅原子，或3至4个硅原子。
有机氢娃烧可以是单娃烧、二娃烧、三娃烧或聚娃烧。一些合适的有机氢娃烧的非限定实施例包括二苯基硅烷、2-氯乙基硅烷、双(对二甲基硅基苯)醚、1，4_ 二甲基二硅基乙烷、1，3，5_三(二甲基硅烷基)苯、1，3，5_三甲基-1，3，5-三硅烷、聚(甲基亚甲硅基)亚苯基和聚(甲基亚甲硅基)亚甲基。有机氢硅烷还可具有公式HR12Si-R3-SiR12H (II)其中R1如上文所描述和示例的，R3是不具有脂肪不饱和的亚烃基，具有选自以下
结构的公式
权利要求
1.一种光生伏打电池组件，包括 A.具有使用ASTME424-71的UV/Vis分光光度法确定的至少70%透光率的第一最外层，所述第一最外层可选地包括硅树脂； B.位于所述第一最外层上的光生伏打电池；和 C.与所述第一最外层相对的第二最外层，所述第二最外层包括(I)硅树脂组合物并且位于所述光生伏打电池上，将所述光生伏打电池夹在所述第二最外层和所述第一最外层之间， 其中所述组件不包含除了硅树脂聚合物之外的任何其他聚合物。
2.根据权利要求I所述的光生伏打电池组件，其中，所述(I)硅树脂组合物是分支的。
3.根据权利要求I或2所述的光生伏打电池组件，其中，所述(I)硅树脂组合物包括导热填料。
4.根据权利要求I或2所述的光生伏打电池组件，其中，所述第二最外层没有填料。
5.根据权利要求I所述的光生伏打电池组件，其中，所述第二最外层没有多个纤维。
6.根据权利要求5所述的光生伏打电池组件，其中所述(I)硅树脂组合物还限定为氢化硅烷化-可固化的并且包括 (i)每分子具有至少一个不饱和部分的有机硅化合物， ( )每分子具有至少一个硅键合的氢原子的有机氢硅化合物，以及 (iii)用于加速(i)所述有机娃化合物和Qi)所述有机氢娃化合物之间的氢化娃烧化反应的氢化硅烷化催化剂， 其中所述(ii)有机氢硅化合物的每分子的硅键合的氢原子与所述(i)有机硅化合物的每分子的不饱和部分的比例是O. 05至100。
7.根据权利要求6所述的光生伏打电池组件，其中，所述(I)硅树脂组合物还限定为包括每分子具有两个末端不饱和部分的直链有机硅化合物，每分子具有两个末端不饱和部分和每分子具有至少一个侧基不饱和部分的分支有机硅化合物，以及每分子具有至少三个硅键合的氢原子的有机氢硅化合物，其中按重量计每100份的所述直链有机硅化合物和所述分支有机硅化合物的总和中，所述直链有机硅化合物的存在量是按重量计的80至95份，所述分支有机硅化合物的存在量是按重量计的5至20份，并且其中所述有机氢硅化合物的每分子的硅键合的氢原子与所述直链有机硅化合物和分支有机硅化合物的每分子的不饱和部分的总和的比例是I至I. 7。
8.根据权利要求7所述的光生伏打电池组件，其中，所述直链有机硅化合物还限定为乙烯封端的聚二烷基硅氧烷，所述分支有机硅化合物还限定为具有至少一个乙烯侧基的乙稀封端的聚_■烧基娃氧烧，和所述有机氧娃化合物还限定为二甲基娃氧基末端的_■甲基，甲基氢硅氧烷。
9.根据权利要求I或2所述的光生伏打电池组件，其中，所述第二最外层包括至少部分涂覆了所述(I)硅树脂组合物的多个纤维，其中所述多个纤维还可选地限定为无纺织物，其中所述无纺织物可选地选自由玻璃纤维、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙和这些的组合组成的组。
10.根据权利要求1、2或5-8中的任一项所述的光生伏打电池组件，还包括位于所述光生伏打电池上并且被夹在所述光生伏打电池和所述第一最外层之间的粘结层，其中所述粘结层可选地包括与所述(I)硅树脂组合物相同或不同的(II)第二硅树脂组合物。
11.根据权利要求I所述的光生伏打电池组件，其中，所述第二最外层至少部分涂覆了硅氧基材料(SiOx)。
12.根据权利要求I所述的光生伏打电池组件，其中，所述第一最外层至少部分涂覆了硅氧基材料(SiOx)。
全文摘要
提供了光生伏打电池组件，至少包括两个组件的光生伏打电池阵列和形成方法。该组件包括第一最外层和位于第一最外层上的光生伏打电池。组件还包括位于光生伏打电池上并且将光生伏打电池夹在第二最外层和第一最外层之间的第二最外层。形成该组件的方法包括将光生伏打电池置于第一最外层上，将硅树脂组合物置于光生伏打电池上和压缩第一最外层、光生伏打电池和第二层从而形成光生伏打电池组件的步骤。
文档编号H01L31/048GK102931259SQ20121039092
公开日2013年2月13日 申请日期2009年10月29日 优先权日2008年10月31日
发明者梅琳达·豪厄尔, 唐尼·寿圆, 巴里·克图拉, 玛丽·凯·托玛利亚 申请人:陶氏康宁公司