用于提高的日光采集效率的高荧光且光稳定性生色团制造技术

本发明专利技术提供了包含单个(n=0)或一系列(n=1、2等)苯并杂环体系的高荧光材料。光稳定性高发光生色团可以用于各种应用，包括用于波长转换膜。波长转换膜具有显著提高光伏装置或太阳能电池装置的日光采集效率的潜力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了包含单个(n=0)或一系列(n=1、2等)苯并杂环体系的高荧光材料。光稳定性高发光生色团可以用于各种应用，包括用于波长转换膜。波长转换膜具有显著提高光伏装置或太阳能电池装置的日光采集效率的潜力。【专利说明】用于提高的日光采集效率的高荧光且光稳定性生色团对相关申请的引用 本专利申请要求2011年9月26日提交的第61/539，392号美国临时专利申请、2011年12月6日提交的第61/567,534号美国临时专利申请、2012年6月21日提交的第61/662,825号美国临时专利申请以及2012年6月21日提交的第61/662，835号美国临时专利申请的优先权。所有上述申请在此通过援引完全并入本文以用于所有目的。专利技术背景
本专利技术通常涉及光稳定性高发光生色团，其可用于各种应用，包括用于波长转换膜。波长转换膜具有显著提高光伏装置或太阳能电池装置的日光采集效率的潜力。_5] 相关技术的描述太阳能的利用为传统化石燃料提供了有前景的可选能量来源，因此，能够将太阳能转换为电的装置、如光伏装置(也称为太阳能电池)的开发近年来引起了广泛的关注。已经开发了几种不同类型的成熟的光伏装置，包括基于硅的装置、II1-V和I1-VI PN结装置、铜-铟-镓-硒(CIGS)薄膜装置、有机敏化剂(sensitizer)装置、有机薄膜装置以及硫化镉/碲化镉(CdS/CdTe)薄膜装置，仅列举几例。有关这些装置的更多详情，可以见于诸如 Lin 等人，“High Photoelectric Conversion Efficiency of Metal Phthalocyanine/Fullerene Heterojunction Photovoltaic Device，， (International Journal ofMolecular Sciences 2011, vol.12, pp.476, 2011)的文献中。然而，这些装置中的许多种的光电转换效率仍然具有提闻的空间，并且对于许多研究人员而目，开发提闻这种效率的技术是一持续性挑战。开发的用来提高光伏装置效率的一项技术是利用波长转换膜。许多光伏装置不能有效利用整个光谱的光，因为装置上的材料吸收某些波长的光(通常为较短的UV波长)，而不是允许光经过而达到将其转换成电的光导材料层。波长转换膜的应用吸收了较短波长的光子，并且以更有利的较长波长将它们再发射，随后它们可以被装置中的光导层吸收并转换成电。这种现象经常在薄膜CdS/CdTe和CIGS太阳能电池中观察到，这两者都利用CdS作为窗口层。这些薄膜太阳能电池的低廉成本和高效率近年来已经引起了广泛关注，并且典型的商业电池的光电转换效率为10-16%。然而，CdS的能隙为约2.41eV，这使得波长低于514nm的光被CdS吸收，而不是经过而达到其能被转换成能量的光导层。不能有效利用整个光谱的光，这降低了该装置的整体光电转换效率。许多报道已经公开了利用波长转换材料来改善光伏装置的性能。例如，第2009/0151785号美国专利申请公开披露了含有波长下转移无机磷光剂材料的基于硅的太阳能电池装置。第2011/0011455号美国专利申请公开披露了集成的太阳能电池，其包括电衆层(plasmonic layer)、波长转换层以及光伏层。第7，791，157号美国专利公开了具有含量子点化合物的波长转换层的太阳能电池。尽管已经大量披露了用于光伏装置和太阳能电池的波长转换无机介质，但是对于将光致发光有机介质用于光伏装置的效率提高的报道的工作很少。使用与无机介质相对的有机介质是引人注目的，因为有机材料通常较便宜且更易于使用，这使得它们成为较好的经济选择。应用于CdS/CdTe太阳能电池的发光膜的ー些理论建模和/或模拟，描述于下列文献中:第2010/0186801号美国专利申请公开，B.S.Richards和K.R.McIntosh 的“Overcoming the Poor Short Wavelength Spectral Response ofCdS/CdTe Photovoltaic Modules via Luminescence Down-bhifting:Ray-Tracingsimulations”(Progress in Photovo丄taics:Research and Applications, vol.15,pp.27-34, 2007)以及 T.Maruyama 和 R.Kitamura 的“Transformations of the wavelengthof the light incident upon solar ceils，， (Solar Energy Materials and SolarCells, vol.69, pp.207, 2001)。专利技术概述公开了苯并杂环体系的新型化合物。这些化合物可用作提供期望的光学特性和良好的光稳定性的生色团。一些实施方案提供了由式I_a或式I_b表示的生色团:【权利要求】1.生色团，其由式I_a或式1-b表不: 2.如权利要求1所述的生色团，其中: A0和Ai各自独立地选自任选取代的杂芳基、任选取代的芳基、任选取代的环状亚氨基、任选取代的CV8烷基以及任选取代的Ci_8烯基；其中任选取代的杂芳基的取代基选自烷基、芳基以及卤素；任选取代的芳基的取代基是-NR1-CbO) R2或任选取代的环状亚氨基；以及A2选自任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基以 3.如权利要求1或2所述的生色团，其中D1和D2各自独立地选自氢、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基以及氨基，条件是D1和D2两者不都是氢。4.如权利要求3所述的生色团，其中所述任选取代的芳基和任选取代的杂芳基的取代基选自烷氧基、芳氧基、芳基、杂芳基以及氨基。5.如权利要求1-4中任一项所述的生色团，其中Li选自任选取代的杂亚芳基和任选取代的亚芳基。6.如权利要求1-5中任一项所述的生色团，其中: A0和Ai各自独立地为被选自-NR1-C (=0) R2和任选取代的环状亚氨基的部分取代的苯基；以及 D1和D2各自独立地为被烷氧基或氨基任选取代的苯基。7.如权利要求1-5中任一项所述的生色团，其中: Ac^PAi各自独立地为任选取代的杂芳基或任选取代的环状亚氨基；其中任选取代的杂芳基或任选取代的环状亚氨 基的取代基选自烷基、芳基以及卤素；以及 D1和D2各自独立地选自氢、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基以及二苯基氨基，条件是D1和D2两者不都是氢。8.如权利要求7所述的生色团，其中Ac^PAi中的至少一个选自:任选取代的吡啶基、任选取代的哒嗪基、任选取代的嘧啶基、任选取代的吡嗪基、任选取代的三嗪基、任选取代的喹啉基、任选取代的异喹啉基、任选取代的喹唑啉基、任选取代的酞嗪基、任选取代的喹喔啉基、任选取代的萘啶基以及任选取代的嘌呤基。9.如权利要求1、2、7和8中任一项所述的生色团，其中D1和D2各自独立地选自氢、任选取代的苯并呋喃基、任选取代的噻吩基、任选取代的呋喃基、二氢噻吩并二氧芑基、任选取代的苯并噻吩基以及任选取代的二苯并噻吩基，条件是D1和D2两者不都是氢。10.如权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
生色团，其由式I?a或式I?b表示：其中：i是0?100的整数；A0和Ai各自独立地选自任选取代的烷基、任选取代的烯基、任选取代的杂烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的氨基、任选取代的胺基、任选取代的环状胺基、任选取代的环状亚氨基、任选取代的烷氧基和任选取代的羧基以及任选取代的羰基；A2选自任选取代的亚烷基、任选取代的亚烯基、任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、酮、酯以及其中Ar是任选取代的芳基或任选取代的杂芳基；R1选自H、烷基、烯基、芳基、杂芳基、芳烷基、烷芳基；以及R2选自任选取代的亚烷基、任选取代的亚烯基、任选取代的亚芳基、任选取代的杂亚芳基、酮以及酯；或R1和R2可以连接在一起而形成环；D1和D2各自独立地选自氢、任选取代的烷氧基、任选取代的芳氧基、任选取代的酰氧基、任选取代的烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的氨基、胺基、环状胺基以及环状亚氨基，条件是D1和D2两者不都是氢；以及Li独立地选自任选取代的亚烷基、任选取代的亚烯基、任选取代的亚炔基、任选取代的亚芳基以及任选取代的杂亚芳基。FDA00002427573000011.jpg,FDA00002427573000012.jpg...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯坦尼斯劳·拉什沃尔，王鹏，拉什沃尔·博古米拉，张洪喜，山本道治，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：
国别省市：