使用热固性光电转换元件用密封剂的光电转换元件制造技术

公开了一种光电转换装置，其包含：具有半导体含有层的第一导电性支持体；具有对电极并且设置在所述对电极以预定间隔面对所述半导体含有层的位置处的第二导电性支持体；夹持在所述第一和第二导电性支持体之间的间隙中的电荷转移层；以及设置在所述第一和第二导电性支持体的周边部分上以密封所述电荷转移层的密封剂。所述光电转换元件的特征在于所述密封剂为热固性光电转换元件用密封剂，所述热固性密封剂包含(a)环氧树脂和(b)热固化剂，所述(b)热固化剂选自芳族酰肼和具有6个以上碳原子的脂肪族酰肼中的至少一种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用热固性光电转换装置用密封剂的光电转换装置，所述热固性密封剂含有环氧树脂和特定固化剂，特别地涉及即使在高温高湿环境下也具有优异粘合性和耐湿可靠性的高可靠性的光电转换装置。
技术介绍
尽管近年来已经将作为清洁能源而受到关注的太阳能电池用于一般住宅，但其仍然没有充分普及。原因包括例如太阳能电池本身的性能不能说是足够好的、不可避免地需要使模块大、以及模块制造中的生产率低，从而导致高成本。 一般通过由上部的透明保护材料和下部的保护衬底材料保护光电转换材料例如硅、镓-砷或铜-铟-硒，并用密封剂固定光电转换材料和保护材料以将其包装而构造用 于太阳能电池的光电转换装置。因此，要求用于制造光电转换装置的密封剂具有与上部和下部保护材料的良好粘合性、优异的柔软性和耐久性等作为重要性能。作为太阳能电池模块中的光电转换装置用密封剂，例如，从柔软性、透明性等观点来看，目前使用具有高含量比例的乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。然而，因为所述共聚物显示不足的耐热性和粘合性，所以需要使用有机过氧化物等以进一步促进共聚反应。在这种情况下，需要使用两个阶段的步骤，其中首先制作与有机过氧化物混合的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的片，然后使用所述片将光电转换材料密封。在所述片的制造阶段中，因为片的形成需要在使得有机过氧化物不分解的低温下进行，所以不能使得挤出速度高；另一方面，光电转换材料的密封(固化粘合)阶段需要经历由以下步骤构成的两个步骤通过层压机花费数分钟至数十分钟暂时粘合的步骤，和在有机过氧化物分解的高温下在烘箱中花费数十分钟至I小时正式粘合(regularadhesion)的步骤。因此，光电转换装置的制造花费劳力和时间，并且还具有粘合性和耐湿可靠性不足的问题。这导致使用这种光电转换装置的太阳能电池模块和太阳能电池自然变得昂贵并显示不令人满意的性能。在同时使用所述共聚物和具有低熔点的离聚物作为光电转换装置用密封剂的情况下，因为所述密封剂的耐热性不足，所以密封剂可能由于在用于太阳能电池时的温度上升而变形，并且当通过加热压粘法制造光电转换装置时，在某些情况下流出必要以上的密封剂而造成毛边，这是不优选的。随着近来光电转换装置的大型化，在加工过程中施加在密封部分上的应力变得比常规的应力大得多，并且密封线长度也变长。由此，要求开发一种涂布型密封剂，其具有优异的耐湿可靠性，可以使得密封线宽度窄，可以使得导电性支持体之间的间隔均匀，并且另外具有优异的紧密粘合性和柔韧性。另一方面，伴随太阳能电池的普及，出现了对太阳能电池的过去没有过的性能要求，包括在其制造过程中和废弃时显示很少环境负荷的太阳能电池，以及低成本且具有优异设计性的太阳能电池，并且目前已经关注于同时具有这些特性的染料敏化太阳能电池。染料敏化太阳能电池是由负载有敏化染料的氧化物半导体、电荷转移层、导电性衬底等构成的太阳能电池，并具有相对高的转换效率，和由于可通过选择待使用的敏化染料来选择色调从而具有高设计性。然而，因为将液体例如电解液用于电荷转移层，因此对于密封性能要求在高温高湿环境下的耐湿可靠性例如优异的粘合性、耐溶胀性和耐吸湿性，并且因为耐湿可靠性对太阳能电池的耐久性和可靠性的影响大，因此认为开发具有优异的耐湿可靠性的密封剂是非常重要的。作为改进太阳能电池的耐久性的努力，研究了使用热固性环氧树脂作为密封剂的方法(专利文献I)。在这种情况下，以如下方法制作电池其中通过分配器、丝网印刷等将密封剂涂布在导电性支持体上，然后在加热或不加热下使其变平；并且然后，使用对准标记来层压上部和下部导电性支持体，并且压制密封剂。在此使用的热固性环氧树脂的固化剂为苯酚酚醛清漆，并且对于在高温高湿环境下的长期密封性能，这种光电转换装置用密封剂在粘合性能方面差，并具有电解液泄漏的问题。作为解决这个问题的方法，专利文献2公开了使用氢化的双酚型环氧树脂的树脂组合物，但是在这种情况下，不能赋予高温高湿环境下的长期密封性能，并且显示出电解液泄漏的现象。专利文献3公开了使用双酚S型环氧树脂作为光热并用固化型密封剂的树脂组合物，其提供优异的电池耐久性。然而，作为耐久性试验而公开的条件仅是在25°C恒温下随时间推移的评价，并认为在实际的太阳能电池 的使用环境下对耐久性的评价不充分。因此，没有关于能够在高温高湿环境下通过耐久性试验的密封剂和使用所述密封剂的太阳能电池的报道。引用列表专利文献专利文献I :日本特开2002-368236号公报专利文献2 :日本特开2007-087684号公报专利文献3 :国际公开特许W02007-007671号公报专利文献4 :日本特许第3731752号公报专利文献5 :日本特开2002-512729号公报专利文献6 :国际公开特许W02002-011213号公报专利文献7 :国际公开特许W02006-126538号公报专利文献8 :国际公开特许W02007-046499号公报非专利文献非专利文献I :C. J. Barbe, F Arendse, P Compt and M. Graetzel J. Am. Ceram.Soc.,80, 12, 3157-71 (1997)
技术实现思路
技术问题用于本专利技术光电转换装置的热固性光电转换装置用密封剂在光电转换装置的制造步骤中对电荷转移层的污染性非常低，并具有优异的对衬底的涂布加工性、层压性能、粘合强度、在室温下的可用时间(储存寿命)和低温固化性。使用这种密封剂获得的本专利技术的光电转换装置不显示由于电荷转移层的污染而造成的操作故障，具有优异的粘合性和耐湿可靠性，并且具有高耐久性和可靠性。解决问题的手段作为用于解决上述问题的深入研究的结果，本专利技术人已经发现具有特定组成的树脂组合物解决了上述问题，并且这个发现导致本专利技术的完成。SP，本专利技术涉及(I) 一种光电转换装置，其包含具有半导体含有层的第一导电性支持体；具有对电极并且设置在所述半导体含有层和所述对电极以预定间隔相互面对的位置处的第二导电性支持体；夹持在所述第一和第二导电性支持体之间的间隙中的电荷转移层；以及设置在所述第一和第二导 电性支持体的周边部分上以密封所述电荷转移层的密封剂，其中所述密封剂为热固性光电转换装置用密封剂，其包含环氧树脂(a)和热固化剂(b)，所述热固化剂(b)含有选自芳族酰肼和具有6个以上碳原子的脂肪族酰肼中的至少一种；(2)根据上述(I)所述的光电转换装置，其中相对于所述环氧树脂(a)中的I当量环氧基，所述热固化剂(b)包含O. 8至3. O当量活性氢；(3)根据上述⑴或(2)所述的光电转换装置，其中在所述热固化剂(b)中含有的芳族酰肼和具有6个以上碳原子的脂肪族酰肼中的至少一种在其分子中具有两个以上酰餅基；(4)根据上述⑴至(3)中任一项所述的光电转换装置，其中所述热固化剂(b)包含芳族酰肼；(5)根据上述⑴至⑷中任一项所述的光电转换装置，其中所述热固化剂(b)进一步包含苯酚酚醛清漆树脂；(6)根据上述⑴至(5)中任一项所述的光电转换装置，其中所述热固性光电转换装置用密封剂进一步包含填料(C)；(7)根据上述(6)所述的光电转换装置，其中所述填料(C)包含选自水合硅酸镁、碳酸钙、氧化铝、结晶二氧化硅和熔融二氧化硅中的一种或两种以上，并且其中所述填料(c)的平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐竹正充，星尚志，滨田雅裕，今泉雅裕，紫垣晃一郎，井上照久，
申请(专利权)人：日本化药株式会社，
类型：
国别省市：