被噻吩并噻吩基团二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物制造技术

一种具有通式(Ia)的被噻吩并噻吩基团二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物，其中：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被噻吩并噻吩基团二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2019年11月12日提交的意大利专利申请No.102019000020970的优先权，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种被噻吩并噻吩基团二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物。
[0004]更具体地，本专利技术涉及一种具有以下特定通式(Ia)的被噻吩并噻吩基团二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物。
[0005]被噻吩并噻吩基团二取代的所述二芳氧基苯并杂二唑化合物可以有利地用作发光太阳能集中器(LSC，luminescent solar concentrator)中的光谱转换器，该发光太阳能集中器(LSC)进而能够改善在刚性支架上或在柔性支架上的光伏装置(或太阳能装置)，例如在光伏电池(或太阳能电池)、光伏模块(或太阳能模块)之间选择的，的性能。更具体地，所述光伏装置(或太阳能装置)可以有利地用于构建温室。
[0006]本专利技术还涉及包括至少一种被噻吩并噻吩基团二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物的发光太阳能集中器(LSC)，以及包含所述发光太阳能集中器(LSC)的光伏装置(或太阳能装置)。
[0007]本专利技术还涉及所述光伏装置(或太阳能装置)在构建温室中的用途。

技术介绍

[0008]在现有技术中，太阳辐射能量利用的主要限制之一表现为光伏装置(或太阳能装置)仅最佳吸收波长落在窄光谱范围内的辐射的能力。
[0009]由于太阳辐射的光谱范围从约300nm的波长延伸至约2500nm的波长，基于晶体硅的光伏电池(或太阳能电池)具有，例如，在900nm至1100nm范围内的最佳吸收光谱(有效光谱)，而聚合物光伏电池(或太阳能电池)如果暴露于波长低于约500nm的辐射，则容易损坏，这是由于诱导光降解现象在低于此限值时变得显著。通常，现有技术的光伏装置(或太阳能装置)的效率在570nm至680nm(黄橙色)的光谱区域中是最大的。
[0010]上述缺点导致光伏装置(或太阳能装置)的有限外量子效率(EQE)，其定义为作为光伏装置(或太阳能装置)的一部分的半导体材料中产生的电子
‑
空穴对的数量与入射到所述光伏装置(或太阳能装置)上的光子的数量之比。
[0011]为了提高光伏装置(或太阳能装置)的外量子效率(EQE)，已经开发出了插在光辐射源(太阳)和光伏装置(或太阳能装置)之间的仪器，其选择性地吸收波长在所述光伏装置(或太阳能装置)有效光谱之外的入射辐射，以波长包括在有效光谱中的光子的形式发射所吸收的能量。所述仪器对应于发光太阳能集中器(LSC)。当发光太阳能集中器(LSC)重新发射的光子能量高于入射的光子能量时，光致发光过程，包括太阳辐射的吸收和随后较短波长的光子的重新发射，也称为上转换过程。相反，当发光太阳能集中器(LSC)发射的光子能量低于入射的光子能量时，光致发光过程被称为“下转换”过程(或“下移”)。
[0012]通常，所述发光太阳能集中器(LSC)由对太阳辐射透明的材料(例如聚合物或无机玻璃)的大板组成，其中充当光谱转换器的荧光化合物被分散或化学连接到所述材料。由于全反射的光学现象，由荧光化合物发射的辐射被“引导”到板的薄边缘，在那里它被集中到置于其中的光伏电池(或太阳能电池)。这样，低成本材料(光致发光板)的大表面可用来将光集中在高成本材料[光伏电池(或太阳能电池)]的小表面上。
[0013]荧光化合物可以薄膜形式沉积在玻璃支架上，或者，就像聚合物材料的情况一样，它们可以分散在聚合物基体内。替代地，聚合物基体可以直接用荧光发色团功能化。
[0014]理想地，为了用于光谱转换器，荧光化合物必须具有以下特性：
[0015]‑
高发光量子效率(Φ)[(Φ)根据下面的等式(1)定义为发光分子在单位时间内发射的光子数和吸收的光子数之比，并且其最大值等于1]：
[0016](Φ)＝发射的光子数/吸收的光子数 (1)；
[0017]‑
在光伏装置(或太阳能装置)效率低下的光谱区域中的宽吸收带；
[0018]‑
高摩尔消光系数(ε)；
[0019]‑
在光伏装置(或太阳能装置)效率更高的光谱区域中的窄发射带；
[0020]‑
吸收带和发射带良好分开，以避免或最小化自吸收现象。
[0021]众所周知，一些苯并噻二唑化合物，特别是4,7
‑
二
‑
(噻吩
‑
2'
‑
基)
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑(DTB)，是可用于构建发光太阳能集中器(LSC)的荧光化合物。例如，在申请人名下的国际专利申请WO 2011/048458中已对这种类型化合物进行了描述。
[0022]4,7
‑
二
‑
(噻吩
‑
2'
‑
基)
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑(DTB)的特征在于以579nm为中心的发射，该值对应于远高于操作光伏电池(或太阳能电池)的最小阈值的能量，例如，对于最常见的硅基光伏电池(或太阳能电池)，该阈值对应于约1100nm的波长。此外，它对光辐射的吸收是强烈的，并且扩展到相对较宽的波长范围，指示地范围从550nm(绿色辐射的波长)到紫外线辐射。最后，4,7
‑
二
‑
(噻吩
‑
2'
‑
基)
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑(DTB)在二氯甲烷溶液(CH2Cl2)中的斯托克斯位移等于134nm，远高于大多数迄今为止提议用于发光太阳能集中器(LSC)的商业产品的斯托克斯位移。
[0023]出于这个原因，4,7
‑
二
‑
(噻吩
‑
2'
‑
基)
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑(DTB)的使用使得创建质量优异的发光太阳能集中器(LSC)成为可能。
[0024]然而，4,7
‑
二
‑
(噻吩
‑
2'
‑
基)
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑(DTB)，尽管它吸收了太阳光谱的很大一部分，但在其波长较大(对应于黄色和红色辐射)的区域显示出适度的吸收，因此，不能转化成其他可能被光伏电池(或太阳能电池)更有效地利用的辐射。
[0025]为了找到能够提供与已知的苯并噻二唑化合物相当或甚至更高性能的化合物，特别是在使用这些化合物的光伏装置产生的功率方面，本领域已做出努力。
[0026]例如，申请人名下的国际专利申请WO 2016/046319，涉及具有通式(I)的二取代二芳氧基苯并杂二唑化合物：
[0027][0028]其中：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】1.一种具有通式(Ia)的被噻吩并噻吩基团二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物：其中：
‑
Z代表硫原子、氧原子、硒原子；或NR5基团，其中R5选自直链或支链的C1‑
C
20
，优选C1‑
C8烷基，或选自任选取代的芳基；
‑
R1、R2和R3，彼此相同或不同，代表氢原子；或者选自直链或支链的任选地含有杂原子的C1‑
C
20
，优选C1‑
C8烷基，任选取代的环烷基，任选取代的芳基，任选取代的直链或支链的C1‑
C
20
，优选C1‑
C8烷氧基，
‑
COOR6基团，其中R6选自直链或支链的C1‑
C
20
，优选C1‑
C8烷基，或者是氰基；
‑
或R1和R2，可以任选地结合在一起以与它们所结合的碳原子一起形成饱和的、不饱和的或芳族的含有3至14个碳原子，优选4至6个碳原子的环或多环体系，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利亚娜，
申请(专利权)人：艾尼股份公司，
类型：发明
国别省市：