CN104253168A - 太阳能电池组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供太阳能电池组件，包括：第一基材(1a)，包括含布置在第一基材(1a)上的金属电极层、光电转换层和透光电极层的薄膜太阳能电池(2)，与第一基材上的太阳能电池相对的透明的第二基材(1b)，设置在第一和第二基材之间的透光有机硅凝胶层(3)，以及包含围绕有机硅凝胶层外周边的不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料的密封件(4’)。该组件具有长期可靠性和高效率。

Description

太阳能电池组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件及其制造方法。更具体地，本发明涉及具有封装在其中的薄膜硅太阳能电池或薄膜太阳能电池的太阳能电池组件，所述薄膜太阳能电池使用化合物半导体例如黄铜矿和硫属化合物半导体(如铜-铟-镓-硒化物(CIGS)或铜-铟-硒化物(CIS)，以及由Cd，Zn，Te，S和Se组成的硫属半导体材料)的光电转换层。
背景技术
为了给太阳能电池组件提供提高的转换效率和经过20-30年或甚至更长的长期可靠性，在现有技术中已做出有关封装剂的许多报道和提案。从提高效率的观点出发，已报道，与目前作为封止剂主流的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(例如参见非专利文献1)相比，由于在300-400nm附近波长的透光性，有机硅材料的内部量子效率较优。实际上，已报道使用EVA和有机硅材料作为封装剂来比较太阳能组件的输出功率的实验(例如参见非专利文献2)。
最初，当制造用于空间飞行器的太阳能电池时，使用有机硅材料作为封装剂已在二十世纪70年代早期实施。历史上，在制造用于地面用途的太阳能电池组件时的阶段，有机硅材料被EVA代替，因为有机硅材料具有包括材料成本和用于封装的加工性的突出的问题，而EVA便宜并且以薄膜形式提供。最近，太阳能电池的效率提高和长期可靠性再次被瞩目。因此，有机硅材料作为封装剂的性能如低模量、高透光度和耐候性再次被认为是有价值的。新近提出几种使用有机硅材料的封装方法。
例如，专利文献1公开了使用有机聚硅氧烷系热熔材料的片材的封装。然而，难以保持高透光度的同时将聚硅氧烷加工成片材。例如，当将聚硅氧烷成形为约1mm厚的片材时，由于材料的“脆性”，仅特殊的成形技术如铸塑或压制可用。该成形技术不适合大规模生产。为了改善脆性，可使填料与聚硅氧烷混合。在透光度的牺牲下填料的填充可改善可成型性。专利文献2公开了使用多轴机器人将互联的太阳能电池布置在涂布在基体上的液体有机硅材料上或该液体有机硅材料中。然后使液体有机硅材料固化，由此实现没有裹挟气泡的封装。此外，在专利文献3提出了在真空中将太阳能电池置于固化或半固化的有机硅材料上，使用具有动板的电池压机将组件挤压，由此实现没有裹挟气泡的封装。
专利文献4公开了通过将密封化合物、太阳能电池元件和液体有机硅材料置于玻璃基材上，然后在其上放置背面保护基材形成预层压体，以及在真空中在室温下将层压体挤压和结合，将太阳能电池组件密封的方法。该方法应用时，具有制造实际尺寸的太阳能电池组件的困难。
所有上述方法极大地不同于现有使用EVA的密封步骤，在于它们需要在密封太阳能电池步骤之前或之后涂布或设置液体有机硅材料的步骤。这是阻碍使用固化有机硅作为在太阳能电池组件制造技术中的密封材料的主要因素。也就是不同于现有技术的太阳能电池密封方法，上述方法用现有规模生产系统可能不可行。
同时，使用黄铜矿化合物半导体的光电转换层的薄膜太阳能电池能够有效地将阳光的照射光谱转换成电能，因为可通过其改变组成将黄铜矿的能带隙从1.01eV控制到1.64eV。这符合希望将能带隙设定为高于结晶硅的带隙1.14eV的1.7eV附近。使用黄铜矿化合物半导体的薄膜太阳能电池被认为具有比晶体硅太阳能电池更高的有效地将阳光转换成电能的能力。而且，由于使用黄铜矿化合物半导体的薄膜太阳能电池具有优异的光吸收特性，甚至以薄膜形式的充足的光吸收是可能的。如果使用能一次形成大面积的薄膜的系统，低成本生产成为可能。该技术被期望作为能够降低成本的材料技术。
对于太阳能电池的两个因素为表示入射阳光转换成电能的百分比转化率的转化效率和太阳能电池制造的成本。在尝试计算太阳能电池的成本时，每发电功率(W)的成本被当做每瓦的费用(按美元)。当太阳能电池被当作发电装置时，要求具有长使用寿命。换句话说，要求太阳能电池在电力性能方面在长期使用之后不经过或几乎不经过劣化以及最小故障。如果太阳能电池体系具有两倍长的寿命，该系统每单位电力的花费降低到1/2。
使用黄铜矿化合物半导体的薄膜太阳能电池通常为按顺序沉积在玻璃基板上的金属电极层，p型CIS(铜-铟-硒化物)层，高电阻缓冲层，和n型窗口层(具有透明电极层的功能)的层叠体，其中层叠体的最外层表面变为受光表面。为了保护受光表面，使用热增韧玻璃，即通常所说的防护玻璃。使用热塑性树脂，将防护玻璃连接到玻璃基板使在玻璃基板上的薄膜太阳能电池夹在其中以完成组件。
通常，乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)树脂和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂用作热塑性树脂，其中添加交联剂以赋予强度。连接步骤之后是热固化处理。特别地，将EVA或PVB组合物的片材夹在化合物半导体薄膜太阳能电池的受光表面和防护玻璃之间，以及将组件在真空中通过市售可得的层合机加热。由于其热塑性性质，片材熔融和结合到防护玻璃和玻璃基板以完成组件。
然而，EVA在酸性或碱性环境中易于水解，产生乙酸。应当指出乙酸能够在与太阳能电池的接触界面侵蚀金属电极。不仅水解引起金属电极的腐蚀，而且EVA本身的分解导致在结合界面的降低的结合强度，并且在最坏的情况下，称为剥离的分离可能发生。应当注意可通过在高温/高湿度环境中施加加速应力来预计水解的发生。在高温/高湿度环境中的加速应力的施加典型地为暴露于85℃和85％的相对湿度的环境下1000小时和2000小时。在该环境中，EVA树脂通常进行分解来释放乙酸。加速应力环境测试的箱变得充满乙酸气味。
另一方面，众所周知由于其热塑性性质，EVA树脂在较低温增加其模量并在较高温度减少其模量。因此，由于在安装太阳能电池组件的环境和天气条件下的温度改变，重复应力被施加于太阳能电池的最外表面的接触层。该应力所致的太阳能电池降解表明在结晶硅太阳能电池组件中本身作为集电体电极类型、典型为指状电极和汇流条电极的分离。
与晶体硅太阳能电池类似，在长期可靠性的类似改善对于基于黄铜矿化合物半导体并且在相同环境下使用的薄膜太阳能电池是所希望的，因为水的进入能够产生Al掺杂ZnO透明导电膜的增高的电阻并腐蚀A1/Ni集电体电极(参见非专利文献3)。
另外，为了抑制当暴露到400nm以下短波长的光时树脂的光降解，将紫外吸收剂添加到EVA树脂。这阻止具有400nm以下波长的阳光成分进入太阳能电池的光电转换层。对于薄膜太阳能电池，使用黄铜矿化合物半导体具有比晶体硅太阳能电池更宽的带隙和对光的较短波长的最佳灵敏度，需要透射400nm以下的短波长的封装材料作为EVA的替代物。
有机硅树脂典型地为能够保护太阳能电池最外层表面、在户外环境中保持低模量抵抗严苛的温度改变和在UV暴露下提供高耐久性的透明材料。通常将有机硅树脂提供作为加成固化型两份组合物并用作液体封装材料。当有机硅树脂用于形成结晶硅太阳能电池组件时，一个典型的工序包括沿玻璃板外周边形成端面密封材料的框架，在其中浇铸有机硅组合物，在其上设置太阳能电池，再次将有机硅组合物浇铸到其上以包埋太阳能电池，以及加热固化有机硅组合物。在替代的已知工序中，将有机硅树脂组合物涂布到两个玻璃板，在其中在真空中夹设一列硅太阳能电池，并且将有机硅组合物热固化。
然而，难以将有机硅组合物在真空中分配而不在外围材料的框架中产生气泡。另外，涂布有机硅组合物、将两个涂布板结合在一起和固化有机硅组合物的工序存在与有机硅组合物的低粘度有关的问题，如果涂布表面竖直取向，有机硅涂料将向下流动，并且该流动引起涂料厚度的变化。如果涂布表面在涂料固化之后竖直取向，可阻止任何流动，但产生其他问题：一旦有机硅组合物固化，当两个板配合在一起时不会形成结合。因此最终需要将有机硅组合物在真空中分配。
由于这些繁琐的步骤，特征为低模量的有机硅材料应用于结晶有机硅太阳能电池的规模生产还未实施。
引用列表
专利文献1:JP-A2009-515365(US20080276983)
专利文献2:JP-A2007-527109(US20060207646)
专利文献3:JP-A2011-514680(US20110061724)
专利文献4:WO2009/091068
非专利文献1:S.Ohl，G.Hahn，“Increased internal quantumefficiency of encapsu1ated so1ar cell by using two-component siliconeas encapsu1ant material，”Proc.23rd，EU PVSEC，Valencia(2008)，pp.2693-2697
非专利文献2:Barry Keto1a，Chris Shirk，Phillip Griffith，Gabrie1a Bunea，“Demonstration of the benefits of siliconeencapsu1ation of PV modules in a1arge scale outdoor array，”DowCorning Corporation
非专利文献3:“Fundamentals of Thin-Film So1ar Cell，”thePhotovoltaic Power Generation Technology Research Association，Ed.M.Konagai，2001
发明内容
本发明的目的是提供克服上述加工问题的太阳能电池组件，其有助于具有黄铜矿化合物半导体的光电转换层的薄膜太阳能电池组件的长期可靠性和高效率，并且用可适于大规模生产的有机硅树脂密封。另一个目的是提供太阳能电池组件的制造方法。
本发明提供如以下所定义的太阳能电池组件和制造方法
[1]太阳能电池组件，包括：
具有表面的第一基材，
包含依序布置在第一基材所述表面上的金属电极层、光电转换层和透光电极层的薄膜太阳能电池,，
布置在第一基材所述表面上方的透明的第二基材，
设置在第一和第二基材之间以与该薄膜太阳能电池重叠的透光有机硅凝胶层，
以及包含围绕和密封有机硅凝胶层外周边的不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料的密封部分。
[2]太阳能电池组件，包括
具有表面的透明的第一基材，
包含依序布置在第一基材所述表面上的透光电极层、光电转换层、和金属电极层的薄膜太阳能电池，
布置在第一基材所述表面上方的第二基材，
设置在第一和第二基材之间以与该薄膜太阳能电池重叠的有机硅凝胶层，以及
包含围绕和密封有机硅凝胶层外周边的不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料的密封部分。
[3][1]或[2]的太阳能电池组件，其中该橡胶系热塑性密封材料是丁基橡胶。
[4][1]-[3]任一项的太阳能电池组件，其中光电转换层包含黄铜矿化合物半导体。
[5][1]-[3]任一项的太阳能电池组件，其中光电转换层包含硫属化合物半导体。
[6][1]-[3]任一项的太阳能电池组件，其中光电转换层是无定形硅层。
[7][1]-[3]任一项的太阳能电池组件，其中光电转换层是微晶薄膜硅层。
[8][1]-[3]任一项的太阳能电池组件，其中光电转换层是包含锗的薄膜层。
[9]制造太阳能电池组件的方法，包括步骤：
(i)在第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠金属电极层、光电转换层和透光电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)在透明的第二基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外形成透光有机硅凝胶层，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，使第一基材带有薄膜太阳能电池的表面可与第二基材的带有有机硅凝胶层的表面相对并且使有机硅凝胶层可与薄膜太阳能电池重叠，同时，将密封构件设置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未形成有机硅凝胶层的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比该有机硅凝胶层厚，以及
(iv)挤压和加热配合状态的第一和/或第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
[10]制造太阳能电池组件的方法，包括步骤：
(i)在第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠金属电极层、光电转换层和透光电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)提供具有表面和透光有机硅凝胶片的透明的第二基材，所述透光有机硅凝胶片小于第二基材的表面并大于薄膜太阳能电池，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，同时将有机硅凝胶片放置在第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面和第二基材的所述表面之间并且在该薄膜太阳能电池上方，以及将密封构件放置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未重叠有机硅凝胶片的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比有机硅凝胶片厚，以及
(iv)挤压和加热匹配状态的第一和/或第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
[11]制造太阳能电池组件的方法，包括步骤：
(i)在透明的第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠透光电极层、光电转换层和金属电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)在第二基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外形成有机硅凝胶层，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，使第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面可与第二基材的带有有机硅凝胶层的表面相对并且使有机硅凝胶层可与薄膜太阳能电池重叠，同时，将密封构件设置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未形成有机硅凝胶层的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比有机硅凝胶层厚，以及
(iv)挤压和加热配合状态的第一和/或第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
[12]制造太阳能电池组件的方法，包括步骤：
(i)在透明的第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠透光电极层、光电转换层和金属电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)提供具有表面和有机硅凝胶片的第二基材，所述有机硅凝胶片小于第二基材的所述表面并大于该薄膜太阳能电池，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，同时将有机硅凝胶片放置在第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面和第二基材的所述表面之间并且在该薄膜太阳能电池上方，并且将密封构件放置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未重叠有机硅凝胶片的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比有机硅凝胶片厚，以及
(iv)挤压和加热匹配状态的第一和/或第二基材以完成围绕薄膜太阳能电池的密封。
[13][9]或[11]的方法，其中步骤(i)包括将固化性有机硅凝胶组合物施涂在第二基材的所述一个表面上并使其固化以形成有机硅凝胶层。
[14][10]或[12]的方法，其中步骤(iii)包括在第一和第二基材配合之前将预制的有机硅凝胶片贴附到第二基材。
[15][9]-[14]任一项的方法，其中密封构件由丁基橡胶制成。
[16][9]-[15]任一项的方法，其中步骤(iv)包括将配合的第一和第二基材放置在空间中，将该空间抽真空，并在真空中加热和挤压第一和第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
发明的有益效果
为了优化用封装材料密封薄膜太阳能电池的方法，本发明有助于太阳能电池组件的长期可靠性和高效率。由于有机硅组合物可在空气中涂布和固化而不需要在真空中分配，用普通层合机的组件成形是可能的。本发明不限于具有黄铜矿化合物半导体的光电转换层的薄膜太阳能电池，而可适用于具有硫属化合物半导体层、无定形硅层、微晶薄膜硅层和含锗薄膜层的那些电池。
附图说明
图1为在其上形成薄膜太阳能电池的一个板的剖面图。
图2为在其上形成有机硅凝胶层的另一个板的剖面图。
图3为将密封构件设在带有有机硅凝胶层的表面的周边区上的另一个板的剖面图。
图4为一个板的带有薄膜太阳能电池的表面与另一个板的带有有机硅凝胶层的表面相对的层叠板的剖面图。
图5为使用真空层合机通过层合步骤密封太阳能电池组件的剖面图。
具体实施方式
在以下描述中，相同的附图标记表示在附图所示的几个视图中的相同或对应部分。这里使用的术语“第一”，“第二”等不表示任何顺序，数量或重要性，而是用来将一个构件与另一个区分。也应当理解，术语如“上方”，“下方”，“向外”，“向内”等为便利性用语，并不被认为是限制性术语。
参考多个优选实施方案描述本发明的太阳能电池组件及其制造方法。
第一实施方案
本发明的第一实施方案是太阳能电池组件，包括：具有表面的第一基材，包括依序布置在第一基材表面上的金属电极层、光电转换层和透光电极层的薄膜太阳能电池，布置在第一基材所述表面上方的透明的第二基材，设置在第一和第二基材之间以与该薄膜太阳能电池重叠的透光有机硅凝胶层，以及包含围绕和密封有机硅凝胶层外周边的不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料的密封部分。
制造太阳能电池组件的方法，限定为包括步骤：
(i)在第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠金属电极层、光电转换层和透光电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)在透明的第二基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外形成透光有机硅凝胶层，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，使第一基材带有薄膜太阳能电池的表面可与第二基材的带有有机硅凝胶层的表面相对并且使有机硅凝胶层可与薄膜太阳能电池重叠，同时，将密封构件设置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未形成有机硅凝胶层的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比该有机硅凝胶层厚，以及
(iv)挤压和加热配合状态的第一和/或第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
参见图1-5，详细描述了本发明的第一个实施方案。图1以剖面示出形成在一个板上的示例性的薄膜太阳能电池。图2以剖面示出形成在另一个板上的示例性有机硅凝胶层。图3以剖面示出设在另一个板的带有有机硅凝胶层的表面的外周边区上的密封构件。图4示出带有薄膜太阳能电池的一个板，其放置在图3的所述另一个板上方。图5示出在真空层合步骤之后的图4的两个板。
(1)形成薄膜太阳能电池的步骤(图1)
首先，如图1所示，在一个板1a的一个表面上除了该一个表面的周边区将金属电极层、光电转换层和透光电极层按照上述顺序层叠以构造薄膜太阳能电池2。
一个板1a相应于第一实施方案中的第一基材，用作远离阳光入射侧的板，并且必须提供太阳能电池温度的有效热分散。它可由玻璃材料、合成树脂、金属和其复合材料制成。合适的玻璃材料包括钠钙玻璃，无色玻璃和强化玻璃。合适的合成树脂包括丙烯酸系树脂，聚碳酸酯(PC)树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂和环氧树脂。合适的金属包括铜、铝和铁。合适的复合材料包括填充有高热导率剂如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氮化铝的合成树脂。
如果远离阳光入射侧布置的一个面板1a类似于阳光射在其上的另一个板1b、为透明的构件，则太阳能电池为透明型以致部分入射阳光和散射光可透射到远离侧。然后，在一个实例中，太阳能电池组件安装在草地中，部分阳光到达设置在该组件下方并被其遮挡的土地区域，这样植物甚至能在原本被遮光的区域生长。这是方便的，因为在安装组件的区域也可以用于牧场。
形成在一个板1a上的典型的薄膜太阳能电池2为黄铜矿化合物半导体薄膜太阳能电池。在该情况下，金属电极层为通过DC磁控溅射沉积的Mo层。光电转换层包括黄铜矿化合物半导体如铜-铟-镓-硒化物(CIGS)或铜-铟-硒化物(CIS)的p型光吸收层，和形成在其上的CdS的n型高电阻缓冲层。p型光吸收层可由三步蒸发法形成，并且n型高电阻缓冲层由溶液生长方法形成。透光电极层为通过溅射形成的ZnO系透明导电膜窗口层。
代替CIGS黄铜矿半导体层，可使用由黄铜矿半导体层和作为部分替代物的由如Cd，Zn，Te，S和Se的组成元素组成的硫属半导体层构成的化合物半导体层。
当板1a为钠钙玻璃时，考虑到强度，其厚度优选为约1.8mm。至于构成层的厚度，例如Mo沉积层形式的电极层具有0.8μm的厚度，CuInGaSe2的p型光吸收层具有1.7μm的厚度，CdS的n型高电阻缓冲层具有50nm的厚度，ZnO半绝缘层具有0.1μm的厚度，并且透明导电膜窗口层具有0.6μm的厚度。此外，其上的MgF2层形式的表面抗反射层具有120nm的厚度，并且Ag叉指电极具有0.6μm的厚度。
还包括具有无定形硅层、微晶薄膜硅层或含锗薄膜层作为光电转换层的薄膜太阳能电池。例如，本发明可适用于包括依序形成在基材(板1a)上的电极层、薄膜硅半导体层、透明电极层和提取电极的薄膜硅太阳能电池。
(ii)形成有机硅凝胶层的步骤(图2)
接下来，如图2所示，通过将固化性有机硅凝胶组合物涂布和固化在另一个板1b的一个表面上，在其上以透明构件的形式形成有机硅凝胶层3。
另一个板1b为在阳光入射侧的透明构件。需要在户外使用期间具有透明性、耐候性、抗冲击性和长期可靠性性能的构件，例如强化无色玻璃，丙烯酸系树脂，氟树脂或聚碳酸酯树脂是有用的，优选具有约3-5mm厚度的强化无色玻璃板。
有机硅凝胶层3必须具有在20年以上的户外使用期间的透明性，耐候性和长期可靠性。为此，有机硅凝胶层3必须具有高耐UV性，低模量和对板1a、1b的良好粘合。
有机硅凝胶层3可由固化性有机硅凝胶组合物形成。组合物的交联方式可以是湿分固化、UV固化、有机过氧化物固化和用铂催化剂的加成固化中的任一种。其中，优选加成固化型有机硅组合物，因为没有副产物形成和几乎不变色。
本发明中使用的固化性有机硅凝胶组合物优选定义为包括以下组分：
(A)100重量份每分子包含至少一个与硅键合的烯基并且由以下平均组成式(1)表示的有机聚硅氧烷：
RaR1 bSiO(4-a-b)/2  (1)
其中R独立地为烯基，R1独立地为1-10个碳原子的不具有脂肪族不饱和度的取代或未取代的单价烃基团，a为0.0001-0.2的正数，b为1.7-2.2的正数，和a+b之和为1.9-2.4，
(B)每分子包含至少两个与硅键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷，以相对于每摩尔的组分(A)中与硅键合的烯基提供0.3-2.5摩尔与硅键合的氢的量，和
(C)催化量的加成反应催化剂。
组分(A)用作固化性有机硅凝胶组合物的基础聚合物。它为每分子包含至少一个与硅键合的烯基的聚有机硅氧烷，由平均组成式(1)表示。
在式(1)中，R独立地为2-6个碳原子，优选2-4个碳原子，并且更优选2-3个碳原子的烯基。实例包括乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基和异丁烯基，最优选的是乙烯基。
R1独立地为取代或未取代的单价烃基团，其不具有脂肪族不饱和度并且其具有1-10个碳原子，优选1-6个碳原子。单价烃基的实例包括直链、支化或环状烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、辛基和癸基；芳基，例如苯基和甲苯基；芳烷基，例如苯甲基和苯乙基；以及通过用卤素(如氯、溴或氟)取代一些或全部氢原子的上述基团的取代形式，例如氯甲基和3,3,3-三氟丙基。其中，考虑到易于合成，优选是甲基、苯基和3,3,3-三氟丙基。考虑到耐紫外性，尤其是甲基为最优选的。
下标“a”为0.0001-0.2、并且优选0.0005-0.1的正数，b为1.7-2.2、优选1.9-2.02的正数。a+b之和在1.9-2.4、并且优选在1.95-2.05的范围。
该有机聚硅氧烷每分子应该包含至少一个与硅键合的烯基，优选每分子包含至少两个，更优选2-50个，并且甚至更优选2-10个与硅键合的烯基。可选的a和b的值以满足与硅键合的烯基的要求。
有机聚硅氧烷的分子结构不受特别限制。其可以为包含例如RSiO3/2单元、R1SiO3/2单元和SiO2单元的直链结构或支化结构，其中R和R1与上述定义相同。优选具有通式(1a)的有机聚硅氧烷，即基本上直链的二有机聚硅氧烷，其具有基本由二有机硅氧烷重复单元组成的骨架并且分子链的任一端由三有机甲硅烷氧基封端，
其中，R2独立地为不具有脂肪族不饱和度的取代或未取代的单价烃基团；并且R3独立地为不具有脂肪族不饱和度的取代或未取代的单价烃基团或烯基基团，条件是至少一个R3为烯基；其中在分子链两端的基团任意一个R3是烯基时，k为40-1200的整数，m为0-50的整数，并且n为0-50的整数；其中在分子链两端的R3都不是烯基时，k为40-1200的整数，m为1-50的整数，并且n为0-50的整数；并且m+n之和至少为1。
在式(1a)中，R2独立地为具有1-10个碳原子、优选1-6个碳原子的不具有脂肪族不饱和度的取代或未取代的单价烃基。实例为在式(1)中为R1例举的那些。尤其是考虑到易于合成，甲基、苯基和3,3,3-三氟丙基是优选的。
而且R3独立地为具有1-10个碳原子、优选1-6个碳原子的不具有脂肪族不饱和度的取代或未取代的单价烃基团。实例为在式(1)中为R1例举的那些，尤其是考虑到易于合成，优选甲基、苯基和3,3,3-三氟丙基。或者，R3为2-6个碳原子、优选2-4个碳原子、并且更优选2-3个碳原子的烯基。实例包括乙烯基、烯丙基、丙烯基，异丙烯基、丁烯基和异丁烯基基团，乙烯基是最优选的。
在式(1a)中，在分子链两端的任一R3是烯基时，优选k为100-1000的整数，m为0-40的整数，并且n为0。在分子链两端的R3都不是烯基时，优选k为100-1000的整数，m为2-40的整数，并且n为0。
式(1a)的有机聚硅氧烷的实例包括但不限于：
两端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷，
两端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物，
两端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
两端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
两端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基三氟丙基聚硅氧烷，
两端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷共聚物，
两端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物，
两端三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/乙烯基甲基硅氧烷共聚物，
两端三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/乙烯基甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
两端三甲基甲硅烷氧基封端的乙烯基甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷共聚物，
三甲基甲硅烷氧基和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷，
三甲基甲硅烷氧基和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物，
三甲基甲硅烷氧基和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
三甲基甲硅烷氧基和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物，
三甲基甲硅烷氧基和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基三氟丙基聚硅氧烷，
三甲基甲硅烷氧基和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷共聚物，
三甲基甲硅烷氧基和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物，
两端甲基二乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷，
两端甲基二乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物，
两端甲基二乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
两端甲基二乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
两端甲基二乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基三氟丙基聚硅氧烷，
两端甲基二乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷共聚物，
两端甲基二乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物，
两端三乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷，
两端三乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物，
两端三乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
两端三乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
两端三乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基三氟丙基聚硅氧烷，
两端三乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷共聚物，和
两端三乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基三氟丙基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物。
尽管不特别限制有机聚硅氧烷(A)的粘度，考虑到易于处理和加工组合物以及固化凝胶的强度和流动性，优选其在25℃具有50-100000mPa·s，更优选为1000-50000mPa·s的粘度。值得注意地，通过旋转粘度计在25℃测定粘度。
组分(B)通过与组分(A)反应用作交联剂。它为每个分子包含至少2个与硅键合的氢原子(即氢甲硅烷基或SiH基)的有机氢聚硅氧烷。所述有机氢聚硅氧烷每个分子包含优选2-30个，更优选2-10个，并且甚至更优选2-5个SiH基。
在有机氢聚硅氧烷中，氢可以连接到分子链末端和/或中间位置的硅。其分子结构不被特别限制，并且可以为直链、环状、支化或三维网状(或树脂的)结构。
在有机氢聚硅氧烷中，每分子的硅原子的数目，即平均聚合度典型地为20-1000。从易于处理和加工组合物以及固化凝胶的更好的性质(例如低模量和低应力)的角度考虑，每个分子的硅原子的数目优选为40-1000个，更优选为40-400个，甚至更优选为60-300个，进一步优选为100-300个，并且最优选为160-300个。本发明使用的平均聚合度为通过凝胶渗透色谱(GPC)、使用甲苯作为溶剂，相对聚苯乙烯标准测定的重均聚合度。
有机氢聚硅氧烷典型地在25℃下具有10-100000mPa·s，更优选200-50000mPa·s，并且更优选500-25000mPa·s的粘度。因此，在室温(25℃)下是液体的有机氢聚硅氧烷是优选的。
有机氢聚硅氧烷优选具有以下平均组成式(2)：
R4 cHdSiO(4-c-d)/2  (2)
其中R4各自独立地为不具有脂肪族不饱和度的取代或未取代的单价烃基，c为0.7-2.2的正数，并且d为0.001-0.5的正数，并且c+d之和为0.8-2.5。
在式(2)中，R4独立地为具有1-10个碳原子、优选1-6个碳原子的不具有脂肪族不饱和度的取代或未取代的单价烃基。单价烃基的实例包括：直链、支化或环状烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环己基、辛基、壬基、和癸基；芳基，例如苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基；芳烷基，例如苯甲基、苯乙基和苯丙基；和其中一些或全部的氢原子被卤素(如氯、溴或氟)取代的所述基团的取代形式，例如3,3,3-三氟丙基。其中，烷基、芳基和3,3,3-三氟丙基是优选的，并且甲基、苯基和3,3,3-三氟丙基是最优选的。
下标c为0.7-2.2、优选1.0-2.1的正数；d为0.001-0.5、优选0.001-0.1、并更优选0.005-0.1、甚至更优选0.005-0.05、并且最优选0.005-0.03的正数；并且c+d之和在0.8-2.5、优选1.0-2.5、并且更优选1.5-2.2的范围内。
具有式(2)的有机氢聚硅氧烷的实例包括但不限于：
甲基氢硅氧烷/二甲基硅氧烷环状共聚物，
两端三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢聚硅氧烷，
两端三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基氢硅氧烷共聚物，
两端二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷，
两端二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基氢硅氧烷共聚物，
两端三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
两端三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷/二苯基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物，
两端二甲基氢甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷/二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物，
由(CH3)2HSiO1/2单元和(CH3)3SiO1/2单元和SiO4/2单元构成的共聚物，
由(CH3)2HSiO1/2单元和SiO4/2单元构成的共聚物，和
由(CH3)2HSiO1/2单元和(C6H5)SiO3/2单元和SiO4/2单元构成的共聚物。
组分(B)的合适的用量为至少1重量份，优选至少3重量份，相对于每100重量份的组分(A)。当考虑该量的上限时，组分(B)的合适的用量为15-500重量份，更优选20-500重量份，并且甚至更优选30-200重量份，相对于每100重量份的组分(A)。除了以上要求，组分(B)的用量应该使得相对于每摩尔组分(A)中与硅键合的烯基，提供0.3-2.5摩尔，优选0.5-2摩尔，并且更优选0.6-1.5摩尔的与硅键合的氢。如果组分(B)的量小于1重量份，固化产物易渗油。小于0.3/1的SiH/烯基摩尔比可能提供不足的交联密度，表明：组合物可能未完全固化，或者如果固化，固化的产物可能具有差的耐热性。大于2.5/1的SiH/烯基摩尔比可产生因脱氢反应所致的起泡，固化产物差的耐热性或渗油问题。
组分(C)为用于促进组分(A)中与硅键合的烯基和组分(B)中与硅键合的氢原子(即SiH基)之间的加成反应的催化剂。催化剂典型地为选自众多公知的催化剂的铂族金属系催化剂。实例包括铂黑、氯铂酸、氯铂酸的醇改性产物，和氯铂酸与烯烃、醛、乙烯基硅氧烷或炔属醇的络合物。
催化剂以催化量添加，其可以根据希望的固化速率合适地确定。催化剂典型地以给出基于组分(A)和组分(B)总重量的0.1-1000ppm，优选1-300ppm的铂原子的量添加。如果催化剂的量过多，固化产物可具有差的耐热性。
可以通过根据标准方法混合上述组分(A)-(C)和任选的组分(如果使用的话)制备固化性有机硅凝胶组合物。在配方时，若需要可将组合物分成两份或多份。例如，将组合物分成由部分的组分(A)和组分(C)组成的一份和由剩余的组分(A)和组分(B)组成的另一份，并且在使用时将这两部分混合在一起。
将由此获得的固化性有机硅凝胶组合物涂布到板1b的一个表面上，其为在阳光入射侧上的透明构件，并固化形成有机硅凝胶层3。
涂布步骤
在涂布时，可使用任何标准技术如喷涂，幕帘涂布，刮刀涂布，丝网涂布(screen coating)和其组合。优选调节涂布重量，使固化的有机硅凝胶层3可具有200-1000μm，更优选300-800μm的厚度。如果涂布厚度小于200μm，以下问题可能产生。不能完全获得包括低模量和低硬度的有机硅凝胶的有利的性能。在压制具有夹在其中的薄膜太阳能电池的板的步骤中，该涂层将使太阳能电池损坏。在温度变动的户外环境中，该涂层未能提供与在太阳能电池表面上的电连接部不同的线性膨胀系数和模量，使太阳能电池变脆。如果涂层厚度超过1000μm，可能花费较长的时间来固化并且涂布的固化性有机硅凝胶组合物的增加量可能使费用增加。
固化步骤
在将板1b涂以固化性有机硅凝胶组合物之后，将其用常规的方式在80–150℃热固化5-30分钟以在板1b上形成有机硅凝胶层3。
由此形成的固化的有机硅凝胶膜应该优选具有根据JIS K2220使用1/4锥体测量的30-200，更优选40-150的渗透度。如果涂层的渗透度小于30，以下问题可能产生。不能充分获得包括低模量的和低硬度的固化户外环境有机硅凝胶的有利的性能。在压制具有夹在其中的薄膜太阳能电池的板的步骤中，该涂层将使允许太阳能电池损坏。在温度变动的户外环境中，该涂层未能提供与在太阳能电池表面上的电连接部不同的线性膨胀系数和模量，使太阳能电池变脆。如果涂层的渗透度超过200，固化的有机硅凝胶可能流动，无法保持其形状。
当板1b的一个表面涂以有机硅凝胶组合物时，板表面的周边区(即带有有机硅凝胶层)例如具有5-20mm宽度的周围带(类似相框的成型)应当保持不涂布。在接下来的步骤中，将不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料、具体是丁基橡胶系热塑性密封材料布置在该未涂布的区域上。如果有机硅凝胶组合物甚至稍微存在于板表面的周边区，其不利地影响在密封构件和板之间的粘合性，并且湿分可能进入该缺损的粘结从而威胁太阳能电池板组件的长期可靠性。因此在将固化性有机硅凝胶组合物涂布到板表面之前，将板表面的周边区用遮蔽胶带遮蔽(像框架成型(frame molding))。于是组合物不粘到周边区。
iii)配合板的步骤(图3和4)
接下来，如图3所示，将比有机硅凝胶层3厚的丁基橡胶系热塑性密封材料的密封构件4设在板1b的未形成有机硅凝胶层3的带有有机硅凝胶层的周边区上。
密封构件4由丁基橡胶系材料制成，其可为任何商购可得的丁基橡胶系密封材料。由于接下来的真空层合步骤在100-150℃的温度施加热，优选能够在该温度范围保持其形状的热熔型密封材料。合适的热熔密封材料可从Yokohama Rubber Co.，Ltd以商标名Hot MeltM-155P(太阳能组件的粘合剂)获得。
密封构件4可以任何希望的方式提供。使用热熔型施涂器，例如将丁基橡胶系热塑性密封材料涂布到板1b的未形成有机硅凝胶层3的带有有机硅凝胶层的表面的周边区。或者，事先将丁基橡胶系热塑性密封材料成型为延伸在周边区上的一块带或条。
接下来，如图4所示，将一个板1a和另一个板1b相配合或结合一起，使得板1a的带有薄膜太阳能电池的表面可与板1b的带有有机硅凝胶层的表面相对，有机硅凝胶层3可与薄膜太阳能电池2重叠，并且可将密封构件4夹在板1a的未形成薄膜太阳能电池2的周边区和板1b的未形成有机硅凝胶层3的周边区之间。在这种情况下，板1a由密封构件4物理地支撑，但是在板1a和密封构件4之间留下空隙，其可提供在板1a的外部与板1a和1b之间的任意空隙之间的液体流通。在板1a上的薄膜太阳能电池2与板1b上的有机硅凝胶层3间隔开，这样当真空层合机进行真空操作时，可将在薄膜太阳能电池2和有机硅凝胶层3之间的空隙抽真空。该配合步骤可在以下将描述的真空层合机限定范围内进行。
应当注意配合步骤可用如下改进。将密封构件4置于板1a的未形成薄膜太阳能电池2的周边区上。之后，将板1a和1b配合在一起，使得板1b的带有有机硅凝胶层的表面可与板1a的带有薄膜太阳能电池的表面相对，使有机硅凝胶层3可与薄膜太阳能电池2重叠，并且可将密封构件4夹在板1a的未形成薄膜太阳能电池2的周边区和板1b的未形成有机硅凝胶层3的周边区。
(iv)真空层合步骤(图5)
接下来，如图4所示将两个板1a，1b的预层合体或组合体进行真空层合。具体地，使用真空层合机(未示出)，将两个板1a，1b压在一起，同时在真空中加热，由此密封薄膜太阳能电池2，如图5所示。
本发明中使用的真空层合机可为包括由柔性膜隔开的两个邻接的真空箱的层合机，其通常用于制造太阳能电池组件。例如，如图4所示将板1a，1b的预组合体设在一个箱中，将两个箱抽真空，这样在板1a和1b之间建立实质上的真空。同时，将板1a，1b的至少外部加热。然后，当将具有板1a，1b的预组合体设在其中的一个箱保持真空时，将另一个箱释放到大气压或甚至保持在施加压力下，由此通过膜将板1a，1b沿其厚度方向挤压。例如，将板1a，1b挤压1-5分钟，同时在100-150℃加热。然后将密封构件4紧密地粘结到板1a，1b。
由于将有机硅凝胶层3在真空中压到薄膜太阳能电池2并且在板1a和1b之间，薄膜太阳能电池2被有机硅凝胶层3严密地覆盖，而不在其之间裹挟气泡。由于有机硅凝胶层3典型地具有实质上的渗透，将薄膜太阳能电池2密封在有机硅凝胶层3和板1a之间而无损害。因为在沿压板1a，1b的方向作用的压力被施加于在预定温度加热的密封构件4，密封构件4紧密地密封板1a，1b的表面的周边区和有机硅凝胶层3的周边，并变为粘结到板1a，1b的密封部分4’。结果，密封部分4’与两个板1a，1b将有机硅凝胶层3和薄膜太阳能电池2紧密地密封在一起，防止让湿分和气体从太阳能电池组件端面进入该组件。所形成的太阳能电池组件由此具有完全持久的性能。
另一方法对于制造第一实施方案的太阳能电池组件是可能的。该另一方法定义为包括步骤：
(i)在第一基材(板1a)的一个表面上除了该一个表面的周边区之外将金属电极层、光电转换层和透光电极层按上述顺序层叠以构造薄膜太阳能电池(薄膜太阳能电池2)，
(ii)提供具有表面和小于第二基材的该表面并大于薄膜太阳能电池的透光有机硅凝胶片的透明的第二基材(板1b)，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，同时将有机硅凝胶片放置在第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面和第二基材的表面之间并且在薄膜太阳能电池上方，并且将密封构件(密封构件4)放置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未重叠有机硅凝胶片的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比有机硅凝胶片厚，以及
(iv)挤压和加热匹配状态的第一和/或第二基材以完成围绕薄膜太阳能电池的密封。
用于步骤(ii)的有机硅凝胶片可为通过将本发明中限定的有机硅凝胶组合物涂布和固化在支撑体上获得的片材。更特别地，支撑体可为柔性薄片如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，聚丙烯膜，纸张或织物，典型地以卷状提供。使用合适的施涂器，将有机硅凝胶组合物连续地施涂于支撑体。该施涂器可为任何公知的装置如缺角轮(comma)涂布机、逆辊涂布机(reverse coater)、棒涂机或模涂机。在将有机硅凝胶组合物通过施涂器施涂于支撑体之后，将组合物在100-300℃加热固化约5分钟，形成有机硅凝胶片。加热温度优选为在120-200℃的范围。如果将保护片材贴附到有机硅凝胶片的远离支撑体的表面，有机硅凝胶片被保护并变得易于处理。和支撑体类似，保护片材可为柔性薄片，如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，聚丙烯膜，纸张或织物。有机硅凝胶片的厚度和渗透度可与通过直接将有机硅凝胶组合物涂布到板1b上形成的有机硅凝胶层3相同。
有机硅凝胶片的尺寸小于板1b的所述表面足以留出板1b的放置密封构件4的周边区，并且大于薄膜太阳能电池2足以与整个薄膜太阳能电池2重叠。
在优选的实施方案中，步骤(iii)包括在将第一和第二基材(板1a和1b)配合之前，将如上预制的有机硅凝胶片贴附到第二基材(板1b)。更特别地，使用保护片材/有机硅凝胶片/支撑组合体。将保护片材从有机硅凝胶片剥离，将有机硅凝胶片的露出面对准贴附到面板1b，并且将支撑体从有机硅凝胶片剥离。这导致同图2中的有机硅凝胶层3相同的状态。在优选的工序中，在将有机硅凝胶片贴附到板1b之后，将有机硅凝胶片的表面通过等离子体照射或激元光(excimer light)照射活化，并且接着进行真空层合步骤。该工序改善硅氧烷凝胶片与薄膜太阳能电池2和板1a的粘结。
第二实施方案
本发明的第二实施方案为太阳能电池组件，其包括:具有表面的透明的第一基材(板1a)，包括依序布置在第一基材表面上的透光电极层、光电转换层和金属电极层的薄膜太阳能电池(薄膜太阳能电池2)，布置在第一基材表面上方的第二基材(板1b)，设置在第一和第二基材之间的以与薄膜太阳能电池重叠的有机硅凝胶层(有机硅凝胶层3)，以及包含围绕和密封有机硅凝胶层外周边的不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料的密封部分(密封部分4’)。
第二实施方案与第一实施方案不同在于，板1a为透明基材(即与第一实施方案中的板1b相同)，形成在板1a上的薄膜太阳能电池2的层结构与第一实施方案相反，从板1a侧开始具有透光电极层、光电转换层和金属电极层的顺序，并且板1b不必为透光或透明的(即与第一实施方案中的板1a相同)。除此之外，第二实施方案与第一实施方案相同。
除了以上指出的不同之外，第二实施方案的用于制造太阳能电池组件的方法与第一实施方案相同。参考图1-5，用于制造第二实施方案的太阳能电池组件的方法限定为包括步骤：
(i)在透明的第一基材(板1a)的一个表面上除了该一个表面的周边区之外将透光电极层、光电转换层和金属电极层按上述顺序层叠以构造薄膜太阳能电池(薄膜太阳能电池2)，如图1所示，
(ii)在第二基材(板1b)的一个表面上除了该一个表面的周边区之外形成有机硅凝胶层(有机硅凝胶层3)，如图2所示，
(iii)将第一和第二基材配合在一起使第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面可与第二基材的带有有机硅凝胶层的表面相对并且使有机硅凝胶层可与薄膜太阳能电池重叠，同时，将密封构件(密封构件4)设置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未形成有机硅凝胶层的周边区之间，密封构件包括不渗透水蒸气的、橡胶系热塑性密封材料并且比有机硅凝胶层厚，如图3和4所示，以及
(iv)挤压和加热配合状态的第一和/或第二基材以完成围绕薄膜太阳能电池的密封，如图5所示。
除了以上指出的不同之外，用于制造第二实施方案的太阳能电池组件的另一方法与第一实施方案中的相同。该另一方法限定为包括步骤：
(i)在透明的第一基材(板1a)的一个表面上除了该一个表面的周边区将透光电极层、光电转换层和金属电极层按上述顺序层叠以构造薄膜太阳能电池(薄膜太阳能电池2)，如图1所示，
(ii)提供具有表面和小于第二基材的所述表面并大于薄膜太阳能电池的有机硅凝胶片的第二基材(板1b)，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，同时将有机硅凝胶片放置在第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面和第二基材的所述表面之间并且在薄膜太阳能电池上方，并且将密封构件(密封构件4)放置在第一基材的未形成的薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未层叠有机硅凝胶片的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比有机硅凝胶片厚，如图3和图4所示，以及
(iv)挤压和加热匹配状态的第一和/或第二基材以完成围绕薄膜太阳能电池的密封，如图5所示。
与第一实施方案相同，第二实施方案确保不渗透的水蒸气、橡胶系热塑性密封材料的密封部分4’与两个板1a，1b将内部有机硅凝胶层3和薄膜太阳能电池2紧密地封闭，防止水分和气体从太阳能电池组件端面进入该组件。所形成的太阳能电池组件由此具有完全持久的性能。
实施例
以下通过说明和非限制性的方式给出本发明的实施例。关于有机硅凝胶组合物，粘度通过旋转粘度计在25℃下测量；所有份数和百分比按重量计；并且Vi表示乙烯基。
实施例1
提供1.8mm厚和22平方厘米的第一基材或钠钙玻璃板。在将第一基材的周边区用金属掩模遮住之后，将薄膜太阳能电池的构成层仅沉积在第一基材的21平方厘米的内部区。具体地，将第一基材清洁和将掩模放在其表面上。通过DC磁控溅射方法，将Mo电极膜沉积到0.8μm的厚度。然后通过三步蒸发法沉积2μm厚的CIGS层，通过溶液生长方法沉积50-100nm厚的CdS缓冲层和通过溅射方法沉积A1掺杂的ZnO透明电极层到0.7μm的总厚度。而且，通过真空蒸发方法沉积120nm厚的MgF2膜作为防反射膜。通过真空蒸镀方法形成Al/Ni层并在薄膜太阳能电池上将其加工形成叉指电极和提取电极。将用于电极引线的接片熔焊连接到提取电极。
提供与第一基材相同尺寸(1.8mm厚和22平方厘米)的第二基材或钠钙玻璃板。在遮住第二基材的7mm宽的周边区下，将有机硅凝胶组合物涂布到内部区并在150℃下在烘箱中加热固化30分钟，形成有机硅凝胶层。
通过将100份具有1000mPa·s粘度的两端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、63份由式(3)表示的具有1000mPa·s的粘度的两端三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基氢硅氧烷共聚物(相对每个在组分(A)中与硅键合的烯基，提供在组分(B)中的1.05个与硅键合的氢，即H/Vi之比＝1.05)，以及0.05份氯铂酸-乙烯基硅氧烷络合物的二甲基聚硅氧烷溶液(铂浓度1％)混合到均匀，制备有机硅凝胶组合物。
当将组合物在烘箱中在150℃下固化30分钟时，固化的凝胶产物具有70的渗透度。应当注意渗透度是按照JIS K2220用1/4锥体测量的，使用由Rigo Co.，Ltd制造的自动针入度计RPM-101。
将具有高熔点温度的高温丁基橡胶加工成2mm高的条，其沿第二基材的未形成有机硅凝胶层的表面的7mm宽的周边区延伸。
接下来，将第一基材设置在第二基材上，第一基材的具有薄膜太阳能电池的表面向下面对第二基材的带有有机硅凝胶层的表面。使用真空层合机，将基材在130℃压制10分钟，完成太阳能电池组件。
对比例1
改变实施例1。提供与第一基材相同尺寸(1.8mm厚和22平方厘米)的第二基材或钠钙玻璃板。将第一基材设置在第二基材上，同时将0.7mm厚的EVA片材设置在第二基材和第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面之间。使用真空层合机，将基材在130℃压制20分钟，完成对比例的太阳能电池组件。
将实施例1和对比例1的太阳能电池组件置于高温/高湿度箱中，并且在85℃和RH85％下测试2000小时。实施例1的太阳能电池组件相对于最初的太阳能电池性能经历4％的输出功率下降，而对比例1的太阳能电池组件经历20％的输出功率的大的下降，表明大幅度损失。

Claims (16)

1.太阳能电池组件，包括：
具有表面的第一基材，
包括依序布置在第一基材所述表面上的金属电极层、光电转换层和透光电极层的薄膜太阳能电池,，
布置在第一基材所述表面上方的透明的第二基材，
设置在第一和第二基材之间以与该薄膜太阳能电池重叠的透光有机硅凝胶层，
以及包含围绕和密封该有机硅凝胶层外周边的不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料的密封部分。
2.太阳能电池组件，包括
具有表面的透明的第一基材，
包括依序布置在第一基材所述表面上的透光电极层、光电转换层、和金属电极层的薄膜太阳能电池，
布置在第一基材所述表面上方的第二基材，
设置在第一和第二基材之间以与该薄膜太阳能电池重叠的有机硅凝胶层，以及
包含围绕和密封有机硅凝胶层外周边的不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料的密封部分。
3.权利要求1或2的太阳能电池组件，其中该橡胶系热塑性密封材料是丁基橡胶。
4.权利要求1或2的太阳能电池组件，其中光电转换层包含黄铜矿化合物半导体。
5.权利要求1或2的太阳能电池组件，其中光电转换层包含硫属化合物半导体。
6.权利要求1或2的太阳能电池组件，其中光电转换层是无定形硅层。
7.权利要求1或2的任一项的太阳能电池组件，其中光电转换层是微晶薄膜硅层。
8.权利要求1或2的太阳能电池组件，其中光电转换层是包含锗的薄膜层。
9.制造太阳能电池组件的方法，包括步骤：
(i)在第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠金属电极层、光电转换层和透光电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)在透明的第二基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外形成透光有机硅凝胶层，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，使第一基材带有薄膜太阳能电池的表面可与第二基材的带有有机硅凝胶层的表面相对并且使有机硅凝胶层可与薄膜太阳能电池重叠，同时，将密封构件设置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未形成有机硅凝胶层的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比该有机硅凝胶层厚，以及
(iv)挤压和加热配合状态的第一和/或第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
10.制造太阳能电池组件的方法，包括步骤：
(i)在第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠金属电极层、光电转换层和透光电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)提供具有表面和透光有机硅凝胶片的透明的第二基材，所述透光有机硅凝胶片小于第二基材的表面并大于薄膜太阳能电池，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，同时将有机硅凝胶片放置在第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面和第二基材的所述表面之间并且在该薄膜太阳能电池上方，以及将密封构件放置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未重叠有机硅凝胶片的周边区之间，该密封构件包含不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比该有机硅凝胶片厚，以及
(iv)挤压和加热匹配状态的第一和/或第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
11.制造太阳能电池组件的方法，包括步骤：
(i)在透明的第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠透光电极层、光电转换层和金属电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)在第二基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外形成有机硅凝胶层，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，使第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面可与第二基材的带有有机硅凝胶层的表面相对并且使有机硅凝胶层可与薄膜太阳能电池重叠，同时，将密封构件设置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未形成有机硅凝胶层的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比该有机硅凝胶层厚，以及
(iv)挤压和加热配合状态的第一和/或第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
12.制造太阳能电池组件的方法，包括步骤：
(i)在透明的第一基材的一个表面上除了该一个表面的周边区之外依序层叠透光电极层、光电转换层和金属电极层以构造薄膜太阳能电池，
(ii)提供具有表面和有机硅凝胶片的第二基材，所述有机硅凝胶片小于第二基材的所述表面并大于该薄膜太阳能电池，
(iii)将第一和第二基材配合在一起，同时将有机硅凝胶片放置在第一基材的带有薄膜太阳能电池的表面和第二基材的所述表面之间并且在该薄膜太阳能电池上方，并且将密封构件放置在第一基材的未形成薄膜太阳能电池的周边区和第二基材的未重叠有机硅凝胶片的周边区之间，该密封构件包括不透水蒸气的橡胶系热塑性密封材料并且比有机硅凝胶片厚，以及
(iv)挤压和加热匹配状态的第一和/或第二基材以完成围绕薄膜太阳能电池的密封。
13.权利要求9或11的方法，其中步骤(i)包括将固化性有机硅凝胶组合物施涂在第二基材的所述一个表面上并使其固化以形成有机硅凝胶层。
14.权利要求10或12的方法，其中步骤(iii)包括在第一和第二基材配合之前将预制的有机硅凝胶片贴附到第二基材。
15.权利要求9-12任一项的方法，其中密封构件由丁基橡胶制成。
16.权利要求9-12任一项的方法，其中步骤(iv)包括将配合的第一和第二基材放置在空间中，将该空间抽真空，并在真空中加热和挤压第一和第二基材以形成围绕薄膜太阳能电池的密封。
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