辐射阻热材料制造技术

实施例包括包含一种或多种非富勒烯组分和可选的一种或多种空穴清除组分的辐射阻热材料。实施例还包括包含透明光伏器件的窗，该透明光伏器件被配置为透射可见光并吸收红外辐射，其中光伏器件的活性层包含辐射阻热材料。实施例还包括基于辐射阻热材料的其他器件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射阻热材料

技术介绍

[0001]到达地球表面的太阳电磁辐射主要包括电磁波谱的紫外、可见和红外区域的辐射。对于对人眼可见透明的材料，通常不应吸收电磁光谱“可见”区域(约400
‑
700nm)中的光。此外，与紫外线区域相比，太阳的光谱输出在红外线区域可以收集更多的能量，近红外和红外辐射是暴露在阳光直射下的物体所经历的大部分辐射加热的原因。
[0002]传统的阻热窗依赖于涂覆在玻璃上的膜以试图阻挡尽可能多的光谱的近红外部分(780
‑
2500nm)。商业上最常用的两种方法是基于热解涂层玻璃(掺氟氧化锡，FTO，涂层)或使用交替的银和绝缘体薄层。这些在工业上被称为Low
‑
E和太阳能控制玻璃，并被广泛制造和商业部署。然而，仍然可以改进透过这种传统阻热膜的光谱照射度，以更大程度地降低热传递到封闭空间，例如建筑物和其他类型的住宅。此外，传统薄膜均未集成到光伏器件中以实现阻热和发电，同时还允许可见光通过。虽然一些其他基于有机材料的光伏器件(以及更传统的基于硅、CdTe和其他材料的光伏器件)可能会吸收红外辐射，但它们无法表现或保持高可见光透明度。其他传统光伏器件会吸收该可见光区域的光，由于透明度的降低令人无法接受，因此它们不适合用于窗。
[0003]因此，希望提供一种材料，该材料能够透射可见光以提供透明性，同时还能够吸收红外辐射以减少热透射并且可选地如果结合到光伏器件中则能够发电。

技术实现思路

[0004]一般而言，本公开的实施例描述了辐射阻热材料、基于辐射阻热材料的器件等。
[0005]本公开的实施例描述了一种包含一种或多种非富勒烯组分和一种或多种空穴清除组分的辐射阻热材料，其中该阻热材料透射可见光并吸收红外辐射。
[0006]本公开的实施例进一步描述了一种阻热窗，其包括沉积在窗上并被配置为透射基本上可见光并基本上吸收红外辐射的辐射阻热材料，其中辐射阻热材料包括一种或多种非
‑
富勒烯组分和可选的一种或多种空穴清除组分。
[0007]本公开的实施例是一种包括制作在窗上的光伏器件的阻热窗，其中所述光伏器件包括作为活性层的辐射阻热材料，其中所述辐射阻热材料包括一种或多种非富勒烯组分和可选的一种或多种空穴清除组分，其中阻热活性材料被配置为透射基本上可见光并且基本上吸收红外辐射，其中被吸收的红外辐射被光伏器件使用以发电。在本专利技术的一实施例中，光伏器件包括第一电极材料、作为活性层的辐射阻热材料以及第二电极材料。在本专利技术的一实施例中，光伏器件包括基板、第一电极材料、第一选择性接触层、作为活性层的辐射阻热材料、第二选择性接触层以及第二电极材料。
[0008]本公开的实施例描述了一种制备辐射阻热材料的方法，包括在足以形成共混溶液的溶剂中接触一种或多种非富勒烯组分和可选的一种或多种空穴清除组分；并将混合溶液沉积在载体上。
[0009]本公开的实施例描述了一种制造光伏器件的方法，包括在的第一材料上沉积混合溶液(例如，辐射阻热材料)足以形成活性层，其中混合溶液包括一种或多种非
‑
富勒烯组分
和可选的一种或多种空穴清除组分；在活性层上沉积第二材料，其中第一材料和第二材料位于活性层的相对侧。
[0010]本公开的实施例描述了使用光伏器件的方法，包括照射包含辐射阻热材料的光伏器件的表面，其中辐射阻热材料包含一种或多种非富勒烯组分和可选的一种或更多的空穴清除组分；并将光转化为电或电转化为光。
[0011]在以下描述中阐述一个或多个示例的细节。从描述和权利要求中，其他特征、目的和优点将是清楚的。
附图说明
[0012]本书面公开描述了非限制性和非穷尽性的说明性实施例。在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字在几个视图中描述了基本相似的组件。具有不同字母后缀的相同数字代表基本相似组件的不同示例。附图通过示例而非限制的方式大体示出了本文件中讨论的各种实施例。
[0013]参考附图中描绘的说明性实施例，其中：
[0014]图1是根据本公开的一个或多个实施例的制造光电器件的活性层的方法的方法的流程图。
[0015]图2是根据本公开的一个或多个实施例的光电器件的示意图。
[0016]图3是根据本公开的一个或多个实施例的光电器件的示意图，示出了光电器件的各种可选层。
[0017]图4是根据本公开的一个或多个实施例的制造光电器件的方法的流程图。
[0018]图5是根据本公开的一个或多个实施例的使用包括本公开的活性层的光电器件的方法的流程图。
[0019]图6是根据本公开的一个或多个实施例的光通过各个层的透射率及其在紫外(UV)到近红外光谱中与器件全堆叠的比较的曲线图。
[0020]图7是根据本公开的一个或多个实施例，示出器件全堆叠的透射率与在UV
‑
近红外光谱中具有相当的平均可见光透明度或透射率(AVT)的市售Low
‑
E玻璃比较的曲线图。
[0021]图8是根据本公开的一个或多个实施例，示出美国测试与材料协会(ASTM)G173
‑
03空气质量1.5(或“AM1.5”)参考光谱[NREL]的光谱照射度对波长的曲线图，其中AM0代表太阳存在于地球大气层上方的光谱，AM1.5Global表示存在于海平面上且太阳正位于头顶的太阳光谱，AM1.5Direct除了从围绕太阳2.5度的圆盘发出的光还考虑了AM1.5Global，这是本文的重点。
[0022]图9是根据本公开的一个或多个实施例，示出AM1.5G在通过市售Low
‑
E玻璃和“器件全堆叠”在光谱的近红外部分衰减后的光谱照射度的曲线图，其中降低的透射等同于更大程度阻热。
[0023]图10是根据本公开的一个或多个实施例，示出稀释的有机活性层在523小时的过程中经受连续温度应力(80摄氏度)时随时间的吸收强度的曲线图，其中在该时间范围峰值吸收发生2.4％的下降。
[0024]图11是示出根据本公开的一个或多个实施例的倒置有机太阳能电池的构造的示意图。
[0025]图12是根据本公开的一个或多个实施例的用作光活性层的供体/受体材料的化学式的示意图。
[0026]图13是示出根据本公开的一个或多个实施例的包含非富勒烯组分的单组分光敏层的电流密度
‑
电压(J
‑
V)特性的曲线图。
[0027]图14是根据本公开的一个或多个实施例的包含1:10的空穴清除组分与非富勒烯组分的比率的稀释的系统的曲线图。
[0028]图15是根据本公开的一个或多个实施例，稀释的PTB7
‑
th:IEICO
‑
4F共混物与人眼对AVT的敏感性相比的UV
‑
可见光(Vis)图的曲线图，其中PTB7
‑
Th是聚([2,6'
‑
4,8
‑
二(5
‑
乙基己基噻吩基)苯并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种窗，包括：透明光伏器件，被配置为透射可见光并且吸收红外辐射，其中光伏器件的活性层包含辐射阻热材料，所述辐射阻热材料包含一种或多种非富勒烯组分和可选的一种或多种空穴清除组分。2.根据权利要求1所述的窗，其中光伏器件被配置为保持至少约50％的平均可见光透射率。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的窗，其中光伏器件被配置为具有至少约5％的功率转换效率。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的窗，其中透射的可见光的波长在约380nm至约700nm的范围内，或在约380nm至约700nm之间的任何值或增量范围内。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的窗，其中吸收的红外辐射具有约700nm至约3000nm范围内的波长，或约700nm至约3000nm之间的任何值或增量范围。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的窗，其中所述一种或多种空穴清除组分包括第一空穴清除组分和不同于第一空穴清除组分的第二空穴清除组分。7.根据权利要求1
‑
6中任一项的材料，其中所述一种或多种空穴清除组分与所述一种或多种非富勒烯组分的比率为约1:10至约1:25。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的窗，其中所述一种或多种空穴清除组分选自噻吩、并苯、氟、咔唑、茚二噻吩噻吩、茚并噻吩噻吩、苯并二噻唑、噻吩
‑
苯并二噻吩
‑
二酮、苯并三唑、二酮吡咯并吡咯、以及它们的组合。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的窗，其中所述一种或多种非富勒烯组分选自罗丹宁
‑
苯并噻二唑
‑
偶联的茚二噻吩(IDTBR)；茚二噻吩并[3,2
‑
b]噻吩，IT)，以2
‑
(3
‑
氧代
‑
2,3
‑
二氢茚
‑1‑
亚基)丙二腈(INCN)基团(ITIC)封端；茚并[1,2
‑
b:5,6
‑
b']二噻吩和2
‑
(3
‑
氧代
‑
2,3
‑
二氢茚
‑1‑
亚基)丙二腈(IEIC)；2,2'
‑
((2Z,2'Z)
‑
((5,5'
‑
(4,4,9,9
‑
四(4
‑
己基苯基)
‑
4,9
‑
二氢
‑
s
‑
苯并二茚并[1,2)
‑
b:5,6
‑
b']二噻吩
‑
2,7
‑
二基)双(4
‑
((2
‑
乙基己基)
‑
氧基)噻吩
‑
5,2
‑
二基))双(亚甲基亚基))双(3
‑
氧)
‑
2,3
‑
二氢
‑
1H
‑
茚
‑
2,1
‑
二亚甲基))二丙二腈(IEICO)；萘二亚胺(NDI)；湾联苝双酰亚胺(di
‑
PBI)；苝双酰亚胺(PBI)；用噻唑烷
‑
2,4
‑
二酮(TD)封端的含苯并三唑；萘酞菁(NC)；酞菁(PC)；萘并[1,2
‑
c:5,6
‑
c']双[1,2,5]噻二唑；(2E,2'E)
‑
3,3'
‑
(2,5
‑
二甲氧基
‑
1,4
‑
亚苯基)双(2
‑
(5
‑
(4
‑
(N
‑
(2
‑
乙基己基))
‑
1,8
‑
萘二甲酰亚胺)基)噻吩
‑2‑
基)丙烯腈)(NIDCS
‑
MO)；噻吩并[3,4
‑
b]噻吩和2
‑
(1,1
‑
二氰基亚甲基)罗丹宁组合(ATT
‑
1)；(3,9
‑
双(4
‑
(1,1
‑
二氰基亚甲基)
‑3‑
亚甲基
‑2‑
氧代
‑
环戊二烯[b]噻吩)
‑
5,5,11,11
‑
四(4
‑
己基苯基)
‑
二噻吩[2,3
‑
d':2,3
‑
d']
‑
s
‑
苯并二茚并[1,2
‑
b:5,6
‑
b']
‑
二噻吩(ITCC)；茚二酮；双氰基乙烯基；苯并噻二唑；二酮吡咯并吡咯；亚芳基二亚胺；IDIC；及其组合。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的窗，其中所述光伏器件还包括：设置在辐射阻热材料的相对侧上的第一电极材料和第二电极材料。11.根据权利要求10所述的窗，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：德里亚，
申请(专利权)人：阿卜杜拉国王科学技术大学，
类型：发明
国别省市：