Un procedimiento para minimizar o revertir la formación de especies absorbentes de luz visible en un material que contiene silicona causada por la exposición a radiación ultravioleta,

comprendiendo dicho procedimiento la etapa de: exponer dicho material que contiene silicona a una especie reactiva

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere en general a materiales. Más particularmente, la invención se refiere a materiales que contienen silicona que son estabilizados frente a la formación de cromóforos inducida por luz, y a procedimientos para la reversión de la formación de color inducida por luz en materiales que contienen silicona.ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los polímeros que contienen silicona se preparan mediante la polimerización de monómeros de organosilicio. Estos materiales se definen ampliamente como poliorganosiloxanos, y también se denominan siliconas. Los polímeros que contienen siliconas son químicamente inertes, flexibles, aislantes eléctricos y tienen una buena resistencia mecánica. Adicionalmente, estos materiales pueden fabricarse para ser ópticamente transparentes. Como consecuencia, los materiales de silicona se usan frecuentemente como recubrimientos protectores o de pasivación en una amplia variedad de aplicaciones. En particular, los recubrimientos de silicona se usan con ventaja como recubrimientos protectores en dispositivos fotovoltaicos y otros dispositivos ópticos y optoelectrónicos. La Solicitud de Patente de EE.UU. publicada 2006/0207646 depositada el 2 de julio de 2004, y titulada "Encapsulation of Solar Cells", desvela el uso de recubrimientos de silicona para proteger dispositivos fotovoltaicos. En el contexto de esta divulgación, se entiende que los materiales de silicona comprenden todos los materiales que incluyen siliconas. Por ejemplo, los materiales de silicona incluyen polímeros de silicona, así como copolímeros de siliconas y otros materiales, así como mezclas de materiales que incluyen siliconas. Por lo tanto, se entiende que todos esos materiales comprenden materiales

que contienen silicona o materiales de silicona, usándose dichos términos de forma indistinta.

El peso ligero, la flexibilidad y la durabilidad de los recubrimientos de silicona los hace buenos candidatos para su uso en dispositivos fotovoltaicos flexibles de poco peso destinados a aplicaciones estratosféricas y en el espacio exterior. Dicha enseñanza se encuentra en la Solicitud de Patente de EE.UU. con Nº de serie 11/656.151, depositada el 22 de enero de 2007, titulada "Solar Cells for Stratospheric and Outer Space Use".

Aunque los recubrimientos de silicona tienen muchas propiedades que les hacen idealmente convenientes para usos estratosféricos y en el espacio exterior, se ha averiguado que cuando dichos recubrimientos son expuestos a radiación ultravioleta en ausencia de oxígeno, tienden a formar especies cromóforas que absorben en las porciones visibles del espectro electromagnético. Como se entiende de forma general en la materia, el espectro electromagnético visible comprende en el intervalo desde aproximadamente 400 hasta 700 nm; no obstante, algunas personas tienen una mayor sensibilidad visual y pueden percibir luz en el intervalo desde 380 hasta 780 nm. En cualquier caso, dicho oscurecimiento de un recubrimiento protector de silicona es muy perjudicial para el funcionamiento de un dispositivo fotovoltaico en el que está incorporado, dado que dicho oscurecimiento atenúa la cantidad de luz disponible para la generación de fotocorrientes.

Como se apreciará, el oscurecimiento inducido por ultravioleta de los recubrimientos de silicona es un problema significativo en aplicaciones en la alta estratosfera y el espacio exterior, dado que están expuestos a elevados niveles de radiación ultravioleta. Consecuentemente, hay una necesidad de procedimientos y/o materiales que puedan minimizar o evitar, o revertir, dicho oscurecimiento inducido por la luz en recubrimientos de silicona. Como se explicará con detalle a continuación, la presente invención proporciona materiales y procedimientos que evitan, minimizan y revierten

el oscurecimiento de los materiales de silicona causado por la formación de cromóforos inducida por ultravioleta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Se desvela un procedimiento para minimizar o revertir la formación de especies absorbentes de luz en un material que contiene silicona, causada por la exposición a radiación ultravioleta. El procedimiento comprende exponer el material a una atmósfera que contiene una especie reactiva tal como oxígeno activado, ozono, otras especies que contienen oxígeno tales como nitratos u óxido nitroso, así como hidrógeno, hidrógeno atómico y protones. La exposición del material a la especie reactiva antes de la exposición a la radiación ultravioleta evitará o minimizará la formación de la especie absorbente de luz visible. En materiales que ya han sido oscurecidos por la radiación ultravioleta, la exposición a la especie reactiva revertirá el efecto oscurecedor.

La exposición a la especie reactiva puede realizarse exponiendo el recubrimiento a una atmósfera que contiene oxígeno, tal como aire, oxígeno o una mezcla de oxígeno con otros gases, mientras se ilumina el material con radiación ultravioleta con una longitud de onda en el intervalo de 250350 nm. En otros casos, la especie reactiva puede comprender ozono u oxígeno ionizado. La especie reactiva también puede comprender especies que contienen oxígeno tales como óxido nitroso o nitratos, halógenos, hidrógeno atómico, protones u otras especies semejantes, y pueden generarse lejos del material de silicona, y después ponerse en contacto con él.

En casos particulares, el material de silicona tiene antes del tratamiento un pico de absorción en el intervalo de 250-270 nm, y la etapa de exponer el material a la especie reactiva comprende exponer dicho material durante un periodo de tiempo suficiente para disminuir la intensidad de ese pico de absorción en al menos un 50%.

También se desvelan recubrimientos de silicona que son estabilizados frente al oscurecimiento inducido por ultravioleta, y que se preparan según lo anterior, así como dispositivos fotovoltaicos que incorporan esos

recubrimientos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Se ha averiguado que la exposición de materiales de silicona a una atmósfera que contiene oxígeno activado u otras especies reactivas evitará el oscurecimiento óptico de esos materiales cuando sean subsiguientemente expuestos a radiación ultravioleta en un entorno con poco oxígeno, y en particular a una radiación ultravioleta de alta energía, de longitud de onda relativamente corta, tal como la radiación ultravioleta de vacío. Adicionalmente se ha averiguado que los materiales de silicona que han sido oscurecidos previamente mediante la exposición a radiación ultravioleta pueden recuperar parte o toda su transparencia mediante la subsiguiente exposición a especies reactivas. Las especies reactivas que pueden usarse en esta invención incluyen oxígeno activado, incluyendo ozono, especies que contienen oxígeno y halógenos, así como otras especies tales como hidrógeno atómico, protones u otras partículas energéticas reactivas. Los materiales tales como los halógenos o las especies que contienen oxígeno pueden activarse adicionalmente mediante un aporte energético, y pueden estar

o no ionizados.

Esta invención se describirá con respecto al uso de oxígeno activado, y debe entenderse que pueden emplearse asimismo otras especies reactivas. En el contexto de esta divulgación, el oxígeno activado comprende oxígeno con una energía mayor que la del O2 en estado elemental. El oxígeno activado puede comprender ozono (O3) o puede comprender alguna otra forma de oxígeno que esté en un estado electrónicamente excitado, y como tal, incluya oxígeno neutro así como oxígeno ionizado. En un caso particular, el oxígeno activado puede ser proporcionado por la iluminación de oxígeno con radiación ultravioleta. Por ejemplo, se ha averiguado que el tratamiento puede realizarse disponiendo el material de silicona en una atmósfera que contiene oxígeno, e iluminando ese material con radiación ultravioleta. En algunos casos específicos, esta radiación tiene una longitud

de onda en el intervalo de 200-350 nm. La atmósfera que contiene oxígeno puede ser aire, oxígeno puro o una mezcla de oxígeno con otro gas. En algunos casos, el oxígeno activado puede proporcionarse desde un generador de ozono dispuesto cercano o alejado del recubrimiento que se está tratando. En algunos otros casos, el oxígeno activado puede proporcionarse mediante la excitación electromagnética de oxígeno, como por ejemplo en un generador de plasma.

Como se detalla a continuación, la...

1. Un procedimiento para minimizar o revertir la formación de especies absorbentes de luz visible en un material que contiene silicona causada por la exposición a radiación ultravioleta, comprendiendo dicho procedimiento la etapa de:

exponer dicho material que contiene silicona a una especie reactiva.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha especie reactiva se selecciona del grupo que consiste en: oxígeno activado, una especie que contiene oxígeno, un halógeno, hidrógeno atómico, protones y combinaciones de los mismos.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha especie reactiva comprende oxígeno activado.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que dicha etapa de exponer dicho material que contiene silicona a oxígeno activado comprende:

exponer dicho material a una atmósfera que contiene oxígeno mientras se ilumina dicho material con radiación ultravioleta con una longitud de onda en el intervalo de 200350 nm.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que dicha atmósfera que contiene oxígeno es aire.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha etapa de exponer dicho material que contiene silicona a dicha especie reactiva comprende:

exponer dicho material a dicha especie reactiva antes del momento en el que dicho material sea expuesto a radiación ultravioleta de alta energía, mediante lo cual la exposición de dicho material inhibe la formación de especies absorbentes de luz visible en el mismo.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de exponer dicho material que contiene silicona a dicha especie reactiva comprende:

exponer dicho material a dicha especie reactiva después de que dicho material haya sido expuesto a dicha radiación ultravioleta, mediante lo cual dicha exposición revierte, al menos en parte, la formación de especies absorbentes de luz visible en dicho material.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho material que contiene silicona es un poliorganosiloxano.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho material que contiene silicona tiene un pico de absorción a 250-270 nm, y en el que dicha etapa de exponer dicho material a dicha especie reactiva comprende exponer dicho material durante un periodo de tiempo suficiente para reducir la intensidad de ese pico en al menos un 50%.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha etapa de exponer dicho material que contiene silicona comprende exponer dicho material en aire a radiación ultravioleta en el intervalo de longitud de onda de 250-350 nm, estando la cantidad de dicha radiación en el intervalo de 1.000-3.000 horas solares equivalentes (ESH).

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de exponer dicho material que contiene silicona a dicha especie reactiva comprende:

exponer dicho material a una atmósfera que incluye ozono.

12. Un procedimiento para pasivar un material que contiene silicona que está destinado a ser expuesto a radiación ultravioleta de alta intensidad, de forma que se evite o se

minimice la formación de especies absorbentes de luz visible en el mismo, comprendiendo dicho procedimiento la etapa de: exponer dicho material a una especie reactiva.

13. El procedimiento de la reivindicación 12, que incluye la etapa adicional de aplicar dicho material de silicona como recubrimiento sobre un sustrato después de que haya sido expuesto a dicha atmósfera que contiene una especie de oxígeno activado.

14. El procedimiento de la reivindicación 12, que incluye la etapa adicional de aplicar dicho material de silicona como recubrimiento sobre un sustrato antes del momento en el que es expuesto a dicha atmósfera que contiene una especie de oxígeno activado.

15. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que dicha especie reactiva comprende oxígeno activado.

16. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que dicha especie reactiva se selecciona del grupo que consiste en: oxígeno activado, una especie que contiene oxígeno, un halógeno, hidrógeno atómico, protones y combinaciones de los mismos.

17. Un material de silicona con una tendencia disminuida a formar especies absorbentes de luz visible cuando se expone a radiación ultravioleta de vacío, estando caracterizado dicho recubrimiento porque su transparencia óptica a 265 nm es al menos el 70% de su transparencia a 500 nm.

18. Un dispositivo fotovoltaico con el material de la reivindicación 17 recubriéndolo.