[发明专利]用于提高封装的太阳能电池光转化效率的含聚硅氮烷的涂料

说明书

技术领域

本发明涉及基于聚硅氮烷的涂料用于制备陶瓷涂层的用途，该涂层降低了太阳能电池的透明的光照侧覆盖层上的反射损失，且由此有助于提高封装的太阳能电池的光转化效率(Lichtausbeute)。

背景技术

用于保护免于例如气候影响的太阳能电池光照侧覆盖层的一个要求是，使得由于反射所导致的对于太阳能电池有利的电磁太阳辐射的强度损失尽可能小。

已知，界面上的反射降低了光通过透明介质的透射率。如果界面是太阳能电池的日照侧封装体(Verkapselung)，那么反射作用就会导致一部分入射光不能用于转化为太阳能电流。

界面上的反射损失可以通过使用抗反射层来降低。但是，在太阳能电池的日照侧封装体上使用抗反射层目前仅在特定情形下采用。原因在于，它们生产复杂且昂贵，且常见的抗反射层不能经受住光伏设备的制造和安装期间的机械负荷，或者粗糙的表面层易受到不期望的污染。

干涉层的使用是一种业已确立的避免表面处反射的方法(H.A.Macleod，Thin-Film Optical Filters，Hilger：Bristol，UK(1986))。在此，涂覆I/4层厚的光学层，以减少具有不同折射率的两个光学介质的界面处反射的光线。一个缺点是，对于宽波带的反射降低必需使用昂贵的多层体系，且必需复杂的方法如PVD(物理气相沉积)和CVD(化学气相沉积)或PIAD(等离子辅助沉积)和PECVD(等离子增强化学气相沉积)。另一缺点是该层缺乏机械强度。

通过使用折射率处于空气和材料的折射率之间的层来提供通过干涉层避免表面处反射的替换方式。为了使用单个层避免表面处的反射，已知使用折射率为1.38的氟化镁层。缺点在于，这些层具有低机械强度(H.Anders，Dünne  Schichten  für die Optik，Wiss.Verlagsgesellschaft Stuttgart(1965))。

也采用具有不同折射率的有机聚合物来避免表面处的反射。缺点是粘合问题(当这些聚合物基于氟时)，以及对机械负荷的高敏感性(DE699 04 530 T2)。

也采用例如通过溶胶-凝胶法制得的多孔层来避免表面处的反射。这里，利用不同介质的体积份数、即孔隙度(例如通过孔径大小或密度)来调节折射率，以使得较少的光被反射(″Verfahren undBeschichtungszusammensetzung zur Herstellung einerAntirefexionsbeschichtung″)，德国专利申请公开说明书DE 196 42 419A1(1998)，或者纳米多孔层[U.Steinert，S.Walheim，E.S.Eggert，J.Mlynek，Konstanz](“Verfahren zur Herstellungvon Antireflexschichten”)，德国专利申请公开说明书DE 198 29 172A1(2000)。

多孔层的一个缺点是，在基于溶胶-凝胶法时，这些层的形成需要对于塑料衬底而言并不适宜的高温。另一缺点是，这样处理的表面容易在孔隙中产生持久的污染。

同样可以采用通过蚀刻而粗糙化的表面来避免表面处的反射。但是，也可以对其刻印结构(例如蛀眼)来代替蚀刻表面。缺点在于，这种结构的形成复杂，且粗糙化的表面易受到持久污染影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供避免在太阳能电池透明的光照侧覆盖层上反射的涂层，其不具有上述方法的缺点，且能以简单且经济的方式来使用。

本发明实现了这个目的，且涉及一种用于制备太阳能电池上降低反射的透明涂层的方法，以及涉及基于聚硅氮烷的溶液用于制备太阳能电池上透明的光照侧(面向光的那侧)覆盖层的用途。

令人吃惊地，现已发现，含有聚硅氮烷的溶液可以制得极薄的保护层，其折射率位于空气和表面之间，其可以用于太阳能电池的透明光照侧覆盖层。

由此，本发明提供了一种用于太阳能电池日照侧覆盖层的增强透射的涂料，其含有至少一种具有下式1的聚硅氮烷，以及任选地溶剂和/或催化剂和一种或多种助粘合剂，

-(SiR’R”-NR”’)n-              (1)

其中

R’、R”、R”’相同或不同且彼此独立地表示氢或者任选取代的烷基、芳基、乙烯基或(三烷氧基甲硅烷基)烷基。其中n为整数且选择n使得聚硅氮烷的数均分子量为150～150000g/mol。

在一个优选实施方式中，使用含有至少一种式2的全氢化聚硅氮烷的溶液。