包括二取代的苯並硒二唑化合物的發光聚太陽能器的製造方法
2023-10-10 23:33:59
包括二取代的苯並硒二唑化合物的發光聚太陽能器的製造方法
【專利摘要】發光聚太陽能器(LSC)包括至少一種具有通式(I)的二取代的苯並硒二唑化合物：R1、R2、R3、R4和R5相互相同或不同，表示氫原子；或其選自直鏈或支鏈C1-C20(優選C1-C10)烷基基團、任選地取代的環烷基基團、任選地取代的芳基基團、任選地取代的直鏈或支鏈C1-C20(優選C1-C10)烷氧基基團；或R1與R2可能相互結合以與和其結合的碳原子一起形成環或多環體系，該環或多環體系包含3至14個碳原子、優選4至6個碳原子，為飽和的、不飽和的或芳香族的，可能包含一個或多個雜原子，諸如，例如，氧、硫、氮、矽、磷、硒；或R3與R4可能相互結合以與和其結合的碳原子一起形成環或多環體系，該環或多環體系包含3至14個碳原子、優選4至6個碳原子，為飽和的、不飽和的或芳香族的，可能包含一個或多個雜原子，諸如，例如，氧、硫、氮、矽、磷、硒；或R4與R5可能相互結合以與和其結合的碳原子一起形成環或多環體系，該環或多環體系包含3至14個碳原子、優選4至6個碳原子，為飽和的、不飽和的或芳香族的，可能包含一個或多個雜原子，諸如，例如，氧、硫、氮、矽、磷、硒。
【專利說明】包括二取代的苯並砸二唑化合物的發光聚太陽能器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種包括至少一種二取代的苯並硒二唑化合物的發光聚太陽能器(LSC)。
[0002]本發明還涉及至少一種二取代的苯並硒二唑化合物在構造發光聚太陽能器(LSC)中的用途。
[0003]本發明還涉及一種光伏器件，該光伏器件選自，例如在剛性基體和柔性基體上的光伏電池、光伏模組、太陽能電池、太陽能模組，該光伏器件包括發光聚太陽能器(LSC)，該發光聚太陽能器(LSC)包括至少一種二取代的苯並硒二唑化合物。
【背景技術】
[0004]已知的是單結光伏電池不能夠有效地利用所有的太陽輻射。實際上，單結光伏電池僅在一定的光譜範圍(包括一部分可見光福射和一部分紅外線福射)內具有最大效率。
[0005]在最佳光譜範圍外捕獲太陽輻射且將其轉化為有效輻射的光譜轉換器材料可用於提高光伏電池的性能。此外，發光聚太陽能器(LSC)可用允許進一步增加光伏電池的電流的產生的一些材料製備。
[0006]該發光聚太陽能器(LSC) —般由對太陽福射可透射的大片材料構成,其中突光物質分散或化學地結合至該材料，該大片材料作為光譜轉換器。由於全反射的光學現象的作用，螢光分子發射的輻射被「引導」朝向該片的薄緣，在該薄緣上螢光分子發射的輻射被會聚在位於該片中的光伏電池或太陽能電池上。這樣，低成本材料(光致發光片)的大表面可用於將光會聚在高成本材料(光伏電池或太陽能電池)的小表面上。
`[0007]為了有利地用於構造發光聚太陽能器(LSC)，螢光化合物應該具有很多特徵且這些特徵不總是相互一致的。
[0008]首先，由螢光發射的輻射的頻率必須對應高於閾值的能量，低於該閾值時，代表光伏電池的核心的半導體不再能夠工作。
[0009]第二，螢光化合物的吸收光譜應該儘可能寬，以吸收大多數入射的太陽輻射，且然後以所需的頻率重新發射該太陽輻射。
[0010]還需要的是，太陽輻射的吸收應該是非常強的，使得螢光化合物可以最低的可能濃度發揮作用，避免使用大量螢光化合物。
[0011]此外，太陽輻射的吸收過程和隨後的其以更低頻率重新發射必須用最高的可能效率發生，使所謂的非輻射損耗最小化，通常用術語「熱化」共同地表示:過程的效率通過其量
子產量來測量。
[0012]最後，吸收頻率和發射頻率必須儘可能不同，因為否則螢光化合物的分子發射的輻射將被相鄰的分子吸收和至少部分被散射。通常稱為自吸收的該現象不可避免地導致效率的顯著損失。吸收光譜的、具有較低頻率的峰值的頻率與發射的輻射的峰值的頻率之間的差通常表示為斯託克斯「位移」且以nm來測量(其不是測量的兩個頻率之間的差，而是與其對應的兩個波長之間的差)。高的斯託克斯位移對獲得高效率的發光聚太陽能器(LSC)是絕對需要的，應記住的是已經提到的需要:發射的輻射的頻率與高於閾值的能量對應，低於該閾值時光伏電池不能夠工作。
[0013]已知的是，一些苯並噻二唑化合物，特別是4，7- 二 -(噻吩-2』-基)-2，I，3-苯並噻二唑(DTB)，為可用於構造發光聚太陽能器(LSC)的螢光化合物。這類化合物描述在 申請人:名下的義大利專利申請MI2009 A 001796中。
[0014]4，7_ 二-(噻吩-2』-基)-2，1，3_苯並噻二唑(DTB)的特徵是中心在579nm附近的發射，這與高於用於光伏電池的工作的最小閾值的能量對應，該閾值對應於，例如，最廣泛地使用的基於矽的電池的約IlOOnm的波長。此外，其光輻射的吸收是強的且遍布相對寬範圍的波長，示意性地在550nm(綠光輻射波長)至紫外線波長範圍內。最後，4，7_ 二-(噻吩-2』 -基)-2，1，3_苯並噻二唑(DTB)在二氯甲烷溶液中的斯託克斯位移等於133nm，適當地超過迄今為止提出的用於發光聚太陽能器的大多數商業產品的斯託克斯位移。
[0015]為此，使用4，7_ 二 _(噻吩-2』 -基)-2，1，3_苯並噻二唑(DTB)能夠製備高質量的發光聚太陽能器(LSC)。
[0016]儘管4，7_ 二 _(噻吩-2』-基)-2，1，3_苯並噻二唑(DTB)吸收了大部分的太陽光譜，然而，在與黃光福射(yellow radiation)和紅光福射(red radiation)對應的、其較高光譜區域其具有不大的吸收，因此黃光輻射和紅光輻射不能轉化為被光伏電池更有效利用的其他輻射。為此，需要利用具有紅移的更寬吸收光譜的螢光化合物。
【發明內容】
[0017]因此， 申請人:考慮了 尋找具有紅移的更寬吸收光譜的化合物的問題。
[0018]現在 申請人:發現具有特定通式(即，具有以下示出的通式(I))的二取代的苯並硒二唑化合物可以有利地用於構造發光聚太陽能器(LSC)。
[0019]該發光聚太陽能器LSC可有利地用於構造光伏器件，諸如，例如，在剛性基體和柔性基體上的光伏電池、光伏模組、太陽能電池、太陽能模組。實際上，相對於已知的苯並噻二唑化合物，該二取代的苯並硒二唑化合物的吸收光譜更多地向紅光擴展。
[0020]此外，該二取代的苯並硒二唑化合物的斯託克斯位移比已知的苯並噻二唑化合物的斯託克斯位移更高。
[0021]因此本發明的一個目的涉及一種發光聚太陽能器(LSC)，該發光聚太陽能器(LSC)包括至少一種具有通式(I)的二取代的苯並硒二唑化合物，
[0022]
【權利要求】
1.一種發光聚太陽能器，所述發光聚太陽能器包括至少一種具有通式(I)的二取代的苯並硒二唑化合物:
2.根據權利要求1所述的發光聚太陽能器，其中在所述通式⑴中，取代基mR4和R5表不氫原子。
3.根據權利要求1或2所述的發光聚太陽能器，其中具有通式(I)的所述二取代的苯並硒二唑化合物為具有式(Ia)的4，7_ 二-(噻吩-2』 -基)-2，1，3_苯並硒二唑:
4.至少一種具有通式(I)的二取代的苯並硒二唑化合物在構造發光聚太陽能器(LSC)中的用途:
5.根據權利要求4所述的用途，其中在所述通式(I)中，取代基RpRyRyR4和R5表示氫原子。
6.根據權利要求4或5所述的用途，其中具有通式(I)的所述二取代的苯並硒二唑化合物為具有式(Ia)的4，7_ 二-(噻吩-2』 -基)-2，1，3_苯並硒二唑:
7.一種光伏器件，所述光伏器件選自在剛性基體和柔性基體上的光伏電池、光伏模組、太陽能電池、太陽能模組，所述光伏器件包括發光聚太陽能器(LSC)，所述發光聚太陽能器(LSC)包括根據權利要求1至3中的任一項所述的至少一種具有通式(I)的二取代的苯並硒二唑化合物。
【文檔編號】C09K11/06GK103732721SQ201280032759
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月5日 優先權日:2011年7月7日
【發明者】塞繆爾·桑塔倫裡, 羅伯託·福斯科, 安東尼奧·普羅託, 盧西亞諾·卡恰諾蒂 申請人:艾尼股份公司