Célula solar con pigmentos fotosensibles que comprende:

un par de sustratos de vidrio que tienen cada uno una película de electrodo transparente eléctricamenteconductora y dispuestas enfrentadas y separadas de forma predeterminada con las películas deelectrodo transparente eléctricamente conductoras de estas orientadas hacia dentro;

un elemento desellado dispuesto entre el par de sustratos de vidrio a lo largo de una periferia de región de formación deuna película de electrodo transparente eléctricamente conductora para sellar un espacio definido entreel par de sustratos de vidrio; y una solución de electrolito rellenada en el espacio sellado, en la que elelemento de sellado está compuesto por un material curado por fotopolimerización de la siguientecomposición fotopolimerizable (A), teniendo cada par de sustratos de vidrio una parte revestida con unagente adhesivo con silano de un (met) acriloxialquilsilano en contacto con el elemento de sellado o encontacto con el elemento de sellado a través de una película diferente, el agente adhesivo con silano deun (met) acriloxialquilsilano está en contacto con el sustrato de vidrio o en contacto con el sustrato devidrio a través de una capa diferente, y el elemento de sellado está en contacto adhesivo con la parterevestida empleando las propiedades adhesivas del elemento de sellado:

(A) una composición fotopolimerizable que comprende esencialmente un derivado deelastómero hidrogenado que tiene al menos un grupo (met)acriloilo en al menos uno de susextremos moleculares opuestos.

Célula solar con pigmentos fotosensibles

SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere a una célula solar con pigmentos fotosensibles que incluye sustratos de vidrio cada uno formado con una película de electrodo transparente eléctricamente conductora y adhesivamente sellados en relación de oposición, y una solución de electrolito rellenada en un espacio entre los sustratos de vidrio. Más específicamente, la invención se refiere a una célula solar con pigmentos fotosensibles que incluye un elemento de sellado que es altamente resistente a la solución de electrolito y excelente en capacidad de sellado adhesivo y durabilidad.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Una célula solar con pigmentos fotosensibles que incluye un sustrato transparente eléctricamente conductor con una película semiconductora con pigmentos fotosensibles tal como TiO2, un sustrato de contraelectrodo y una solución de electrolito de tipo redox rellenada en un espacio entre estos sustratos es prometedora como célula solar más barata de próxima generación debido a su mayor eficiencia de conversión de luz solar. [0003] Sin embargo, si se utiliza una resina de ionómero copolímero de ácido etileno-metacrílico convencionalmente utilizada como material de sellado para una célula solar con pigmentos fotosensibles que incluye una solución de electrolito de tipo redox tal como de yodo o yoduro de litio rellenada en un espacio entre sustratos de vidrio o sustratos de película de plástico, es imposible evitar la fuga de la solución electrolítica y absorción de humedad externa. Por lo tanto, la célula solar con pigmentos fotosensibles de este tipo es de durabilidad reducida. Por otro lado, los materiales de sellado de resina epoxi, materiales de sellado de resina de uretano y materiales de sellado de resina de acrilo fotocurables conocidos como materiales de sellado de cristal líquido son susceptibles de hincharse con la solución de electrolito debido a sus estructuras polares. Esto afecta negativamente a la estructura de la célula solar con pigmentos fotosensibles. [0004] En vista de esto, se propone utilizar una resina epoxí líquida o una resina de silicona para el sellado de la solución de electrolito (véase el Documento de Patente 1) . Por otra parte, se ha propuesto un material de sellado que contiene un agente adhesivo con silano y preparado por polimerización de un polisiloxano organo-hidrógeno y un polímero de poliisopreno que tiene al menos un grupo alquenilo en su molécula que se somete a una reacción de hidrosililación en presencia de un catalizador de hidrosililación como un material de sellado que contiene un elastómero excelente en resistencia a la solución de electrolito de la célula solar con pigmentos fotosensibles (Véase el Documento de Patente 2) . Documento de Patente: JP-A-2000-30767 Documento de Patente 2: JP-A-2004-95248

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

PROBLEMAS A RESOLVER POR LA INVENCIÓN

Sin embargo, el material de sellado (elemento de sellado) , descrito en el Documento de Patente 1 sufre de hinchazón o degradación de la resina con la solución de electrolito durante el uso prolongado de sellado, y tiene propiedades insatisfactorias. El material de sellado que se describe en el Documento de Patente 2 requiere calentamiento de 80 a 150°C para el curado. El calentamiento evapora la solución de electrolito, lo que conduce a la separación del elemento de sellado. Esto da lugar a fugas de la solución de electrolito. [0006] En vista de lo anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar una célula solar con pigmentos fotosensibles que incluye un elemento de sellado libre de hinchazón y degradación de la estanqueidad durante el uso prolongado y excelente en propiedades de sellado.

MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS

Según la presente invención para lograr el objetivo mencionado, se proporciona una célula solar con pigmentos fotosensibles según la reivindicación 1, que incluye un par de sustratos de vidrio que tienen cada uno una película de electrodo transparente eléctricamente conductora y dispuestas enfrentadas y separadas de forma predeterminada con las películas de electrodo transparente eléctricamente conductoras de estas orientadas hacia dentro, un elemento de sellado dispuesto entre el par de sustratos de vidrio a lo largo de una periferia de región de formación de una película de electrodo transparente eléctricamente conductora para sellar un espacio definido entre el par de sustratos de vidrio, y una solución de electrolito rellenada en el espacio sellado, en la que el elemento de sellado está compuesto por un material curado por fotopolimerización de la siguiente composición fotopolimerizable (A) , y los sustratos de vidrio tienen cada uno una parte revestida con un agente adhesivo con silano de un (met) acriloxialquilsilano en contacto con el elemento de sellado: (A) una composición fotopolimerizable que comprende esencialmente un derivado de elastómero hidrogenado que tiene al menos un grupo (met) acriloilo en al menos uno de sus extremos moleculares opuestos.

Los inventores de la presente invención realizaron estudios para proporcionar un sellado muy resistente a una solución de electrolito y excelente en adhesividad y durabilidad en una célula solar con pigmentos fotosensibles. En el curso de los estudios, a los inventores se les ocurrió la idea de que las composiciones fotopolimerizables de resina que contienen una resina fotopolimerizable como componente eficaz son útiles como material de sellado, y los estudios llevados a cabo lo demostraron aún más. Como resultado, los inventores encontraron que algunas composiciones de resina fotopolimerizables específicas son útiles, y que no sólo el material de sellado, sino también un tratamiento de las partes de los sustratos de vidrio a sellar con el material de sellado (en contacto con el material de sellado) son esenciales para un sellado efectivo, y llegaron a la presente invención.

EFECTOS DE LA INVENCIÓN

En la célula solar con pigmentos fotosensibles de la invención, el elemento de sellado está compuesto por el material curado por fotopolimerización de la composición fotopolimerizable (A) que comprende esencialmente el derivado de elastómero hidrogenado que tiene al menos un grupo (met) acriloilo en al menos uno de sus extremos moleculares opuestos, y las partes de los sustratos de vidrio a llevar en contacto con el elemento de sellado están revestidas con el agente adhesivo con silano del (met) acriloxialquilsilano. Esto es, la presente invención evita la necesidad de curado térmico porque el elemento de sellado se compone del material curado por fotopolimerización, de modo que se impide la separación del elemento de sellado lo cual en caso contrario puede producirse debido a la evaporación de la solución de electrolito causada por el calentamiento. El material para el sellado de sellado se cura por fotopolimerización de la composición específica fotopolimerizable (A) y, por lo tanto, está libre de la hinchazón y la degradación con la solución de electrolito durante el uso prolongado de sellado. Además, el efecto sinergético del mencionado agente adhesivo con silano sobre los sustratos de vidrio proporciona una mayor adherencia y una mayor durabilidad. [0010] Es decir, el agente adhesivo con silano es (met) acriloxialquilsilano. Con el uso del agente adhesivo con silano, los grupos (met) acriloilo fotopolimerizables están presentes en las capas superficiales de revestimiento sobre los sustratos de vidrio, y se someten a la reacción de fotopolimerización junto con los grupos (met) acriloilo en la composición fotopolimerizable (A) para proporcionar una firme adhesividad. [0011] Donde la composición fotopolimerizable (A) contiene un filosilicato o una carga inorgánica aislante y esférica, el elemento de sellado tiene una permeabilidad a la humedad reducida y, por lo tanto, es más excelente en durabilidad con la absorción de humedad de la atmósfera reducida durante el uso prolongado de sellado. Además, la composición fotopolimerizable tiene mayor tixotropía, mejorando así la precisión dimensional de una anchura del sellado. [0012] Donde se usa 3- (met) acriloxipropiltrimetoxisilano como el agente adhesivo con silano, el elemento de sellado tiene además excelentes propiedades adhesivas. [0013] Donde el derivado de elastómero hidrogenado contiene un polibutadieno hidrogenado o un poliisopreno hidrogenado en su cadena principal, la estructura no polar de la cadena principal mejora la durabilidad contra la solución de electrolito. [0014] Donde el derivado de elastómero hidrogenado... [Seguir leyendo]

1. Célula solar con pigmentos fotosensibles que comprende:

un par de sustratos de vidrio que tienen cada uno una película de electrodo transparente eléctricamente conductora y dispuestas enfrentadas y separadas de forma predeterminada con las películas de electrodo transparente eléctricamente conductoras de estas orientadas hacia dentro; un elemento de sellado dispuesto entre el par de sustratos de vidrio a lo largo de una periferia de región de formación de una película de electrodo transparente eléctricamente conductora para sellar un espacio definido entre el par de sustratos de vidrio; y una solución de electrolito rellenada en el espacio sellado, en la que el elemento de sellado está compuesto por un material curado por fotopolimerización de la siguiente composición fotopolimerizable (A) , teniendo cada par de sustratos de vidrio una parte revestida con un agente adhesivo con silano de un (met) acriloxialquilsilano en contacto con el elemento de sellado o en contacto con el elemento de sellado a través de una película diferente, el agente adhesivo con silano de un (met) acriloxialquilsilano está en contacto con el sustrato de vidrio o en contacto con el sustrato de vidrio a través de una capa diferente, y el elemento de sellado está en contacto adhesivo con la parte revestida empleando las propiedades adhesivas del elemento de sellado:

(A) una composición fotopolimerizable que comprende esencialmente un derivado de elastómero hidrogenado que tiene al menos un grupo (met) acriloilo en al menos uno de sus extremos moleculares opuestos.

2. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según la reivindicación 1, en la que la composición fotopolimerizable (A) comprende un filosilicato tratado orgánicamente con cationes para el intercambio de iones Na intercalados entre capas.

3. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según la reivindicación 1 o la 2, en la que la composición fotopolimerizable (A) comprende una carga inorgánica aislante y esférica.

4. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el agente adhesivo con silano del (met) acriloxialquilsilano es 3- (met) acriloxipropiltrimetoxisilano.

5. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición (A) comprende un polibutadieno hidrogenado en su cadena principal.

6. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición (A) comprende un poliisopreno hidrogenado en su cadena principal.

7. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición (A) es un derivado de polibutadieno hidrogenado obtenido mediante una reacción entre un poliol de polibutadieno hidrogenado y un compuesto por hidroxi (met) acrilato empleando un poliisocianato como grupo de enlace.

8. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición (A) es un derivado de poliisopreno hidrogenado obtenido mediante una reacción entre un poliol de poliisopreno hidrogenado y un compuesto por hidroxi (met) acrilato empleando un poliisocianato como grupo de enlace.

9. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición fotopolimerizable (A) es el siguiente componente (a1) , y la composición fotopolimerizable (A) también comprende los componentes siguientes (b) y (c) :

(a1) un derivado de polibutadieno hidrogenado obtenido mediante una reacción entre un poliol de polibutadieno hidrogenado y un compuesto por hidroxi (met) acrilato empleando un poliisocianato como grupo de enlace;

(b) un compuesto poli (met) acrilato; y

(c) un iniciador de fotopolimerización.

10. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición fotopolimerizable (A) es el siguiente componente (a2) , y la composición fotopolimerizable (A) también comprende los componentes siguientes (b) y (c) :

(a2) un derivado de poliisopreno hidrogenado obtenido mediante una reacción entre un poliol de poliisopreno hidrogenado y un compuesto por hidroxi (met) acrilato empleando un poliisocianato como grupo de enlace;

(b) un compuesto poli (met) acrilato; y

(c) un iniciador de fotopolimerización.

11. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición (A) es un derivado de polibutadieno hidrogenado obtenido mediante una reacción entre un poliol de polibutadieno hidrogenado y un compuesto por isocianato que contiene (met) acriloilo.

12. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición (A) es un derivado de poliisopreno hidrogenado obtenido mediante una reacción entre un poliol de poliisopreno hidrogenado y un compuesto por isocianato que contiene (met) acriloilo.

13. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición fotopolimerizable (A) es el siguiente componente (a3) , y la composición fotopolimerizable (A) también comprende los componentes siguientes (b) y (c) :

(a3) un derivado de polibutadieno hidrogenado obtenido mediante una reacción entre un poliol de polibutadieno hidrogenado y un compuesto por isocianato que contiene (met) acriloilo;

(b) un compuesto poli (met) acrilato; y

(c) un iniciador de fotopolimerización.

14. Una célula solar con pigmentos fotosensibles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6, en la que el derivado de elastómero hidrogenado de la composición fotopolimerizable (A) es el siguiente componente (a4) , y la composición fotopolimerizable (A) también comprende los componentes siguientes (b) y (c) :

(a4) un derivado de poliisopreno hidrogenado obtenido mediante una reacción entre un poliol de poliisopreno hidrogenado y un compuesto por isocianato que contiene (met) acriloilo;

(b) un compuesto poli (met) acrilato; y

(c) un iniciador de fotopolimerización.