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制造技术

本发明专利技术涉及提供用于太阳能电池的波长转换型封装材料层，所述波长转换型封装材料层的耐久性高，在成本方面也有利，并且能够通过将不能利用于发电的波长范围的光波长转换为能利用于发电的波长范围的光，从而提高太阳能电池单元的光电转换效率。本发明专利技术提供下述波长转换型封装材料组合物，其包含第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，其特征在于，所述第1有机物的最大发射波长λ1em和所述第2有机物的最大激发波长λ2ex满足下式(式(1))的关系。式(1)λ1em－60≤λ2ex(nm)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及特别适用于太阳能电池用途的波长转换型封装材料组合物、及包含该波长转换型封装材料组合物的波长转换型封装材料层、及使用上述波长转换型封装材料层的太阳能电池模组。更详细而言，涉及可通过将不能利用于发电的波长范围的光波长转换为能利用于发电的波长范围的光从而提高发电效率的太阳能电池模组、用于该太阳能电池模组的波长转换型封装材料组合物、及波长转换型封装材料层。
技术介绍
通过对太阳能的利用，可提供有望代替以往的化石燃料的能量来源，因此，对可将太阳能转化为电的装置的开发、例如对光伏装置(其还作为太阳能电池而为人们所知)等的开发近年来备受关注。已开发出了若干不同类型的成熟的光伏装置，其中，举出一些为例的话，硅系装置、III-V及II-VI的PN结装置、铜-铟-镓-硒(CIGS)薄膜装置、有机敏化剂装置、有机薄膜装置及硫化镉/碲化镉(CdS/CdTe)薄膜装置被包含在内。有关上述装置的更详细的记载可见于文献等中(例如，参见非专利文献1)。但是，这些装置中的许多装置的光电转换效率仍然存在改善的余地，开发出用以改善其效率的技术是很多研究者正在开展的课题。为了提高上述转换效率，研究了具备波长转换功能的太阳能电池，其将入射光中不能利用于光电转换的波长(例如，紫外线区域)转换为能利用于光电转换的波长(例如，参见专利文献2等)。在上述研究中，提出了将荧光体粉末与树脂原料混合而形成发光性面<br>板的方法。虽然此前已公开了用于光伏装置及太阳能电池中的波长转换无机介质，但关于为了改善效率而在光伏装置中使用光致发光性有机介质的研究却几乎没有报道。与无机介质相对比而言，有机介质的使用受到关注，其原因在于，有机材料一般更为廉价，并且使用更容易，因此，有机材料成为更良好的经济性选择之一。此外，就现有的波长转换无机介质而言，波长转换的程度(波长转换的效率、转换前后的波长的位移宽度)并不充分。此外，例如，发现了如果只是将多个波长转换介质的层组合起来、或只是将多种波长转换介质混合配合于单一层中，波长转换介质自身的波长吸收特性会连其他波长转换介质、太阳能电池本来吸收用来进行光电转换的波长也一并吸收，作为其结果，光电转换效率几乎没有提高，或甚至会呈现出降低这样的负面效果。此外，就一直以来所使用的无机荧光材料、有机荧光材料而言，存在有暴露于太阳光而发生劣化、波长转换功能被显著降低的情况。此外，必须在适合于太阳能电池的特性的波长下进行吸收及发光，但调整至最合适的波长是困难的。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2009/0151785号说明书专利文献2：日本特开平7-142752号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题鉴于上述情况，本专利技术的目的在于，提供一种用于太阳能电池的波长转换型封装材料组合物，所述波长转换型封装材料组合物的耐久性高，在成本方面也有利，并且能够通过将不能利用于发电的波长范围的光波长转换为能利用于发电的波长范围的光，从而提高太阳能电池单元的光电转换效率。此外，本专利技术的目的在于提供利用上述波长转换型封装材料组合物形成的波长转换型封装材料层、及使用该波长转换型封装材料层的太阳能电池模组。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本申请的专利技术人进行了锐意研究，结果发现可通过如下所示的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该波长转换型封装材料层的太阳能电池模组达成上述目的，从而完成了本专利技术。本专利技术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，所述波长转换型封装材料组合物的特征在于，上述第1有机物的最大发射波长λ1em和上述第2有机物的最大激发波长λ2ex满足下式(式(1))的关系。式(1)λ1em-60≤λ2ex(nm)通过使用本专利技术的波长转换型封装材料组合物，能够将此前不能利用于发电而损耗的较短波长范围的光有效地转换至长波长侧，作为能利用于发电的光而更有效地进行利用。此外，也不会出现像例如仅组合多个波长转换介质的层、或仅将多种波长转换介质混合配合于单一层中时的情况(希望被单元电池吸收的短波长范围的光或转换后的波长被其他波长转换介质吸收)，通过本专利技术，可使光电转换效率大大提高。需要说明的是，本专利技术中所谓的摩尔吸光系数(其在实施例中也有记载)，是指照射该化合物的最大吸收波长的光时的摩尔吸光系数。需要说明的是，本专利技术中所谓的最大发射波长，是指该化合物发出的光中的、发光量为最大值的光的波长。此外，本专利技术中所谓的最大激发波长，是指该化合物吸收的光中的、能利用于发光的光的吸光量为最大值时的波长。更具体而言，例如，所谓最大发射波长λ1em，是指上述第1有机物发出的光中的、发光量为最大值的光的波长。此外，本专利技术中的所谓最大激发波长λ2ex，是指上述第2有机物吸收的光中的、能利用于发光的光的吸光量为最大值时的波长。此外，推测本专利技术通过具有上述构成，第1有机物(有机色素)发出的光被第2有机物(有机色素)用于激发从而进一步发光，作为其结果，与1种有机色素等进行转换相比，得以实现将紫外线转换为相差更大的波长的可见光。尤其是利用第1有机物和第2有机物的各吸光及发光(荧光、磷光)的有机关联，能够将现有的波长转换无机介质并不充分的波长转换程度(波长转换的效率、转换前后的波长的位移宽度)加以提高。此外，可通过太阳能电池进行光电转换的太阳光的波长局限于特定的波长范围。此外，在几乎所有的太阳能电池用封装材料中，出于防止部件劣化的目的而添加有紫外线吸收剂。与此相对，本发明中，通过将有机色素以特定的关系组合，能够有效利用以往不能贡献于发电的紫外线。发现在该情况下，若有机色素在本来应被太阳能电池吸收并进行光电转换的波长范围内也有吸收，则甚至将呈现出光电转换效率降低这样的负面效果(由并用导致的负面影响)。因此，推测通过将吸收可见光的第2有机物(有机色素)的波长区域控制为本申请专利技术的构成，以使得有机色素不吸收可进行光电转换的波长范围内的光，从而能够防止上述负面效果的发生。此外，对于本专利技术的波长转换型封装材料组合物而言，优选的是，上述第1有机物的最大吸收波长λ1abs和上述第2有机物的最大...

【技术保护点】
波长转换型封装材料组合物，所述组合物包含第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，所述第1有机物的最大发射波长λ1em和所述第2有机物的最大激发波长λ2ex满足下式(1)的关系，式(1)λ1em－60≤λ2ex (nm)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.30 JP 2013-2253161.波长转换型封装材料组合物，所述组合物包含第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，
所述第1有机物的最大发射波长λ1em和所述第2有机物的最大
激发波长λ2ex满足下式(1)的关系，
式(1)
λ1em－60≤λ2ex(nm)。
2.如权利要求1所述的波长转换型封装材料组合物，其中，所
述第1有机物的最大吸收波长λ1abs和所述第2有机物的最大激发波
长λ2ex满足下式(2)的关系，
式(2)
λ2ex－λ1abs≥5(nm)。
3.如权利要求1或2所述的波长转换型封装材料组合物，其中，
所述第2有机物的最大激发波长λ2ex为500nm以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的波长转换型封装材料组合物，
其中，所述第1有机物的斯托克斯位移Δλ1为50nm以上。
5.如权利要求1～4中任一项所述的波长转换型封装材料组合物，
其中，所述第1有机物的发光量子收率φ1为85％以上。
6.如权利要求1～5中任一项所述的波长转换型封装材料组合物，
其中，所述第2有机物的发光量子收率φ2为85％以上。
7.如权利要求1～6中任一项所述的波长转换型封装材料组合物，

【专利技术属性】
技术研发人员：上田正孝，尾之内久成，北原达也，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP