[发明专利]用作太阳能电池模块的密封剂的可固化聚有机硅氧烷组合物

说明书

本发明涉及用作太阳能电池模块的密封剂、尤其用于光伏模块的密封的可固化聚有机硅氧烷(polyorganosiloxane)组合物，由其制备的固化的聚有机硅氧烷组合物以及包含其的光伏模块。适当地，可固化聚有机硅氧烷组合物在室温(25℃)为未固化状态的液体，且固化为弹性体并形成持久粘附力，尤其对邻接玻璃和塑料基底的持久粘附力，具有牢固粘附力，特别在长期外界风化之后或在对应的加速老化测试之后具有牢固粘附力。

在典型的光伏太阳能电池模块中，通过将电池整合成层状结构，使晶态或非晶形半导体太阳能电池互相连接、被机械性支撑和被保护以免环境性退化。模块通常包含：透明前板或基底，其优选由玻璃制成；和后部背衬层（backskin）或覆盖层（superstrate），其通常为塑料或金属片材且有时为玻璃。半导体太阳能电池通常部分地或完全地被密封材料密封，并且互相连接的太阳能电池位于前板和背衬层之间。

已考虑了不同材料或者将它们用作密封剂。在用于地球外应用的太阳能模块的早期使用中，硅酮密封剂为选择的材料，因为其优异的绝缘性质和对极端温度条件和辐射的稳定性。参见例如 P. Berman和R.K. Yasui, Technical report 32-7547, Jet Propulsion Laboratory, Californian Institute of Technology, 1971。一般而言，可通过SiH-基团与硅键合的烯基的反应来固化的硅酮组合物（所谓的加成固化材料）描述于专利文献中，例如Dow Corning Corp.的Sylgard 182或184或者General Electric的RTV 615，例如描述在US 4056405、US 4093473、US 4143949或US 4167644中。后来发现硅酮密封剂对于陆上模块的广泛使用来说过于昂贵或过于复杂。有机聚合物变得更加重要，并且认为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)是用于具有晶态太阳能电池的模块的最佳密封剂。然而，EVA往往在日光影响下随着时间褪色，这是一种降低模块效率的过程。另一缺点是需要用于制造EVA密封的模块的真空层合机。为避免这种时间消耗和复杂工艺，可能期望一种用于经济的模块制造的工艺。硅酮密封剂又变成所关注的问题且尤其是加成固化材料，因为不存在固化副产物(WO 2005/006451 A1)。对于硅酮的适用性的一个最重要条件是对基底的粘附力，所述基底与密封剂接触。

加成固化硅酮材料通常不良好粘附于大多数基底。多年来，大量的专利和科学出版物已公开描述具有粘着性的加成固化材料 (例如 US 3,699, 072、US 3,892,707、US 4,077,943、US 4,082,726、US 4,087,585、US 4,245,079、US 4,257,936、US 4,677,161、US 4,701 ,503、US 4,721 ,764、US 4,912, 188、US 5,051 ,467、US 5,106,933、US 5,312,855、US 5,364,921、US 5,438,094、US 5,516, 823、US 5,536,803、US 6,743,515、US 7, 1 19,159、US 7,288,322、US20030236380；US20050089696；WO2008103227；Toshio Suzuki和Akira Kasuya, J. Adhesion Sci. Technol. 第3卷，No. 6，第463页-第473页，1989)，反映出粘附现象的巨大多样性和复杂性并且证实了不能用相同添加剂解决而通常需要特定解决办法的不同的粘附问题。许多专利是针对由热塑性材料和硅酮组成的复合材料的制造。其它被设计成将硅酮用作金属基底上的粘附剂。在一些情况下还提及将玻璃作为基底。然而，在这些文献中，仅报道了初始固化的硅酮组合物的粘附性质（如果存在的话）。然而，对于在光伏太阳能电池应用中的使用，任何密封剂必须不仅提供优异的初始粘附性质，还必须提供优异的长期粘附性质，考虑到通常保证长达25年的光伏太阳能电池模块的使用期限并且考虑到光伏太阳能电池模块所暴露的极端风化条件，包括极端温度差异、湿度、紫外光等等。

此外，光伏太阳能电池模块的密封剂必须在其操作时间内不释放可能导致电池模块材料的腐蚀或成雾的挥发性组分，这反过来可导致光伏太阳能电池模块失效或功效降低。