波长转换型封装材料组合物、波长转换型封装材料层及使用其的太阳能电池模组的制作方法_2

文档序号:9916745阅读:来源:国知局
提高光电转换效率。
[0040] 此外,本发明的太阳能电池模组中,上述太阳能电池单元优选为晶体娃太阳能电 池、非晶硅太阳能电池、微晶硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、异质结太阳能电池、多结太 阳能电池、硫化镉/碲化镉太阳能电池 、Cl S系薄膜太阳能电池、CIGS系薄膜太阳能电池、 CZTS系薄膜太阳能电池、III-V族太阳能电池、染料敏化型太阳能电池或有机半导体太阳能 电池。对于上述太阳能电池模组而言,通过使用串联有上述太阳能电池单元的太阳能电池 模组,能够更有效地进一步提高光电转换效率。尤其是在硅太阳能电池中,存在紫外线区域 内光电转换效率低的问题。使用上述太阳能电池模组时,对于该波长区域也能够更有效地 进行光利用。
【附图说明】
[0041] 图1表示使用本发明的波长转换型封装材料层的太阳能电池模组的例子。
[0042] 图2表示使用本发明的波长转换型封装材料层的太阳能电池模组的例子。
[0043]图3表示本发明的实施例中的荧光光谱测定的结果。
[0044]图4表示本发明的实施例中的荧光光谱测定的结果。
[0045] 图5表示本发明的实施例中的荧光光谱测定的结果。
[0046] 图6表示本发明的实施例中的荧光光谱测定的结果。
[0047] 图7表示本发明的实施例中的荧光光谱测定的结果。
[0048] 图8表示本发明的实施例中的荧光光谱测定的结果。
【具体实施方式】
[0049]以下,对本发明的实施方式进行说明。
[0050] 本发明的波长转换型封装材料组合物包含第1有机物和第2有机物,所述第1有机 物吸收紫外线并将其转换为波长比吸收的光长的光,所述第2有机物吸收波长比第1有机物 更长的光并将其转换为波长比吸收的光长的光,所述组合物特征在于,
[0051] 上述第1有机物的最大发射波长Alem和上述第2有机物的最大激发波长λ2Μ满足下 式(式(1))的关系。
[0052] 式(1)
[0053] Aiem-60 < A2ex(nm)
[0054] (波长转换型封装材料组合物)
[0055] 本发明的波长转换型封装材料组合物包含第1有机物和第2有机物,所述第1有机 物吸收紫外线,并将其转换为波长比吸收的光长的光,所述第2有机物吸收波长比第1有机 物更长的光,并将其转换为波长比吸收的光长的光。
[0056] 本发明中所谓的第1有机物,是吸收紫外线并将其转换为波长比吸收的光长的光 的有机物。换言之,是可接受具有第1波长的至少1个光子作为输入,并提供具有第2波长(其 长于(大于)第1波长)的至少1个光子作为输出的有机物。上述有机物中,不仅包含有机化合 物,而且还可包含有机金属配合物、有机无机混合原材料、及含有色素部位的低聚物化合 物、含有色素部位的高分子化合物。
[0057]本发明中,上述第1有机物的斯托克斯位移Δλ:优选为50nm以上,可以为50~ 100nm,也可以为50~70nm。
[0058]本发明中,上述第1有机物的发光量子收率Φ !优选为85 %以上,更优选为90 %以 上,进一步优选为93 %以上。
[0059]此外,本发明中,上述第1有机物的最大吸收波*Alabs优选为300~400nm,可以为 300~360nm,也可以为330~350nm。
[0060] 此外,本发明中,上述第1有机物的最大发射波长Alem优选为350~450nm,可以为 380~440nm,也可以为400~420nm。通过使用上述第1有机物,能够进一步提高光电转换效 率。
[0061] 此外,作为上述第1有机物,可举出有机荧光化合物。作为上述有机荧光化合物,可 使用已知的有机色素化合物(有机色素、有机荧光染料等)。作为上述有机荧光化合物,例如 可举出花(pery lene)衍生物、花(pyrene)衍生物、苯并噁挫衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并 噻二唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并咪唑啉衍生物、苯并吡唑衍生物、吲 哚衍生物、异吲哚衍生物、嘌呤衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、三嗪衍生物、芳香族酰亚 胺衍生物、苯并嚼挫衍生物、香豆素衍生物、苯乙稀联苯(styrenebiphenyl)衍生物、吡唑啉 酮衍生物、双(三嗪基氨基)苗二横酸(13丨8(1:1^&2;[1171&1]1;[110)81:;[]^6116(1丨8111;1^011;^3(^(1) 衍生物、双苯乙烯基联苯(bisstyryl biphenyl)衍生物、苯并噁唑基噻吩(benzoxazolyl thiophene)衍生物、并五苯衍生物、荧光素衍生物、若丹明衍生物、B丫啶衍生物、黄酮衍生 物、芴衍生物、菁系色素、若丹明系色素及多环芳香族烃等。其中,优选使上述第1有机物至 少包含选自由茈衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻二唑衍生物、苯并三唑衍生物及芴衍生物 组成的组中的1种。
[0062]此外,作为上述有机荧光化合物,更具体而言,例如可举出萘二甲酰亚胺、茈、蒽 醌、香豆素、苯并香豆素、咕吨、吩嚼嗪、苯并[a ]吩嚼嗪、苯并[b ]吩嚼嗪、苯并[c ]吩嚼嗪、萘 二甲酰亚胺、萘内酰亚胺(naphtholactam)、卩丫内酯、甲川(methine)、噁嗪、噻嗪、二酮基P比 咯并吡咯、喹吖啶酮、苯并咕吨、巯基表二氢吲哚(也丨06?^11(1〇1丨116 ;于才一工 内酰胺酰亚胺(lactamimide)、二苯基马来酰亚胺、乙酰乙酰胺、咪挫并噻嗪、苯并蒽酮、花 单酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺、苯并三唑、苯并噻二唑、苯并噁唑、嘧啶、吡嗪、三唑、二苯并呋 喃、三嗪及它们的衍生物、及巴比妥酸衍生物等。这些化合物可以单独使用,也可以混合两 种以上进行使用。
[0063] 此外,作为上述第1有机物,可举出有机金属配合物。作为上述有机金属配合物,可 使用已知的稀土金属的有机配合物等。作为上述有机金属配合物,对其中心金属元素即稀 土元素没有特别限制,例如可举出钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥 等。其中,可举出铕或钐作为优选例。尤其是从波长转换效率的观点考虑,优选为铕配合物 或钐配合物中的至少1种。
[0064] 此外,作为构成上述有机配合物的配位体,不受特别限制,可根据使用的金属来适 宜选择。其中,优选为可与铕或钐中的至少1种形成配合物的配位体。对于上述配位体而言, 优选为选自作为中性配位体的羧酸、含氮有机化合物、含氮芳香族杂环化合物、二酮类及 氧化膦中的至少1种。
[0065] 作为上述羧酸,例如可举出丁酸、硬脂酸、油酸、椰子油脂肪酸、叔丁基羧酸、琥珀 酸等脂肪族羧酸、苯甲酸、萘甲酸、喹啉羧酸等芳香族羧酸等。
[0066] 作为含氮有机化合物,例如可举出烷基胺、苯胺等芳香胺、含氮芳香族杂环式化合 物等,具体可举出1,10-菲绕啉或、联啦啶(bipyridyl)等。此外,也可使用咪唑、三挫、啼啶、 吡嗪、氨基吡啶、吡啶及其衍生物、腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶等核酸碱基、及其衍生 物等。
[0067] 作为β_二酮类,例如可举出1,3_二苯基-1,3-丙二酮、乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、二苯 甲酰丙酮二异丁酰基甲烧((1;^6112〇71&061:0116(1;^8〇131^71'011161:11&116)、二(三甲基乙酰基) 甲烧、3_甲基戊烧_2,4_二酬、2,2_二甲基戊烧_3,5_二酬、2_甲基_1,3_丁二酬、1,3_丁二 酮、3-苯基-2,4-戊二酮、1,1,1-三氟-2,4-戊二酮、1,1,1-三氟-5,5-二甲基-2,4-己二酮、 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮、3-甲基-2,4-戊二酮、2-乙酰基环戊酮、2-乙酰基环己酮、1-七氣丙基 _3_叔丁基-1,3_丙二酮、1,3_二苯基_2_甲基-1,3_丙二酮(二苯基乙酰丙酮)、1_ 乙氧基-1,3_丁二酮等。其中,优选为1,3_二苯基-1,3_丙二酮、乙酰丙酮、苯甲酰丙酮。
[0068]此外,作为上述第1有机物,可举出含有色素部位的低聚物化合物及含有色素部位 的高分子化合物。作为上述低聚物化合物及上述高分子化合物,可使用分子内含有已知的 有机色素化合物(有机色素、有机荧光染料等)的结构作为色素部位的低聚物化合物及高分 子化合物。作为上述低聚物化合物及上述高分子化合物,例如可举出分子内含有选自下述 组中的1种分子结构作为色素部位的低聚物化合物或高分子化合物,所述组由茈衍生物、芘 衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并噻二唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并咪唑 衍生物、苯并咪唑啉衍生物、苯并吡唑衍生物、吲哚衍生物、异吲哚衍生物、嘌呤衍生物、嘧 啶衍生物、吡嗪衍生物、三嗪衍生物、芳香族酰亚胺衍生物、苯并噁唑衍生物、香豆素衍生 物、苯乙烯联苯衍生物、吡唑啉酮衍生物、双(三嗪基氨基)芪二磺酸衍生物、双苯乙烯基联 苯衍生物、苯并噁唑基噻吩衍生物、并五苯衍生物、荧光素衍生物、若丹明衍生物、吖啶衍生 物、黄酮衍生物、芴衍生物、菁系色素、若丹明系色素及多环芳香族烃组成。其中,上述第1有 机物优选为分子内含有选自由茈衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻二唑衍生物、苯并三唑衍 生物及芴衍生物组成的组中的1种分子结构作为色素部位的低聚物化合物或高分子化合 物。上述分子结构可以单独包含在同一低聚物化合物或高分子化合物中,也可以混合两种 以上进行使用。此外,上述低聚物化合物及上述高分子化合物可以单独使用,也可以混合两 种以上进行使用。
[0069] 此外,在上述低聚物化合物及上述高分子化合物中,上述低聚物化合物及上述高 分子化合物的主链结构优选为光学透明的树脂骨架。作为上述主链结构,例如可举出聚对 苯二甲酸乙二醇酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯四氟乙烯等聚烯烃类、聚酰 亚胺、无定形聚碳酸酯、硅氧烷溶胶-凝胶、聚氨酯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚芳酯、环氧树脂及 有机硅树脂等。这些主链结构可以单独使用,也可以混合两种以上进行使用。
[0070] 此外,作为上述第1有机物的配合量,相对于波长转换型封装材料组合物的基体树 月旨100重量份而言,优选为0.001~0.5重量份,可以为0.001~0.3重量份,也可以为0.005~ 0.2重量份。
[0071] 本发明中所谓的第2有机物,是吸收紫外线并将其转换为波长比吸收的光长的光 的有机物。换言之,是可接受具有第1波长的至少1个光子作为输入,并提供具有第2波长(其 长于(大于)第1波长)的至少1个光子作为输出的有机物。上述有机物中,不仅包含有机化合 物,而且还可包含有机金属配合物、有机无机混合原材料、及含有色素部位的低聚物化合 物、含有色素部位的高分子化合物。
[0072]本发明中,上述第2有机物的斯托克斯位移Δλ2优选为50nm以上,可以为50~ 100nm,也可以为50~70nm。
[0073]此外,本发明中,上述第2有机物的发光量子收率Φ 2优选为85 %以上,更优选为 90%以上,进一步优选为93%以上。
[0074]此外,本发明中,上述第2有机物的最大激发波长λ2βχ优选为330~500nm,也可以为 340~450nm。
[0075] 此外,本发明中,上述第2有机物的最大发射波长X2em优选为400~550nm,也可以为 410~530nm。通过使用上述第2有机物,能够进一步提高光电转换效率。
[0076] 此外,作为上述第2有机物,可举出有机荧光化合物。作为上述有机荧光化合物,可 使用已知的有机色素化合物(有机色素、有机荧光染料等)。作为上述有机荧光化合物,例如 可举出茈衍生物、芘衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并噻二唑衍生物、苯并三 唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并咪唑啉衍生物、苯并吡唑衍生物、吲哚衍生物、异吲哚衍生 物、嘌呤衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、三嗪衍生物、芳香族酰亚胺
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