[发明专利]四卤化硅或有机卤硅烷的等离子体辅助的有机官能化

说明书

本申请是申请日为2008年3月31日、申请号为200880018219.7、发明名称为“四卤化硅或有机卤硅烷的等离子体辅助的有机官能化”的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及一种等离子体辅助合成有机卤硅烷的方法。

现有技术的特征在于，根据所谓的Mü ller-Rochow方法由硅和甲基氯（气体）在270至350℃下获得二甲基二氯硅烷。为此需要高质量的金属硅，还必须添加催化剂（Cu）和准确量的促进剂（少量的各种金属）。缺点是，必须利用相对昂贵的金属硅和昂贵且有毒（致癌）的甲基氯来操作。除了期望的Me₂SiCl₂之外，还产生变化量的其它硅烷如MeSiCl₃、Me₃SiCl、Me₄Si和SiCl₄以及更高沸点的低聚硅烷。

由单晶硅制成的太阳能电池提供高效率，但是它的制造很昂贵。然而，由非晶硅（a-Si）制成的层是价格低廉的，然而在应用中有利的是，在氢化的非晶硅层（a-Si:H）中置入碳（a-SiC_x:H），因为由此显著地扩大了太阳光的有效波长范围。

a-SiC_x:H通常通过从硅烷、烃和氢构成的气体混合物的气相化学沉积（例如等离子体CVD）而获得。然而，元素Si、C和H根据所述方法以不能足够精确地控制的方式沉积，从而可能形成不期望的化学键，其降低了效率。为了避免这种效果，用烷基硅烷代替气体混合物来制备a-SiC_x:H层。因为甲基硅烷在热以及等离子体沉积中导致产生具有相对低的Si含量或高的C含量的层，并且导致高电阻，根据现有技术使用富含甲硅烷基的化合物，例如双（甲硅烷基）甲烷、H₃SiCH₂SiH₃（参见US-PS4690830、EP-A-0233613）。这种化合物的制备根据现有技术通过氯仿与三氯硅烷（HSiCl₃）在胺的存在下反应生成H₂C(SiCl₃)₂，将其利用氢化铝锂（LiAlH₄）还原成双（甲硅烷基）甲烷而进行。另一种制备路径从二溴甲烷与KSiH₃的反应出发[参见Z.Naturforsch.41b,1527-1534页(1986)]。在DE3941997C1中报道了一种三阶段合成方法。

CH₂X₂+2PhSiH₂X+2Mg→CH₂(SiH₂Ph)₂+2MgX₂

CH₂(SiH₂Ph)₂+2HBr→CH₂(SiH₂Br)₂+2PhH

2CH₂(SiH₂Br)₂+LiAlH₄→2CH₂(SiH₃)₂+AlBr₃+LiBr

另外，适用于制备二甲硅烷基甲烷的初始化合物是(X₃Si)₂CH₂类型的全卤化双（甲硅烷基）甲烷，其中X在有利的情况下是氯。然而，至今为止还没有由简单可得的并因此成本低廉的构成单元四氯化硅和甲烷合成(Cl₃Si)₂CH₂的合成方法。

本能发明的目的在于，提供一种特别简单且成本低廉的等离子体辅助合成有机卤硅烷的方法。