[发明专利]形成光电转换装置用波长转换膜的组合物、光电转换装置用波长转换膜以及光电转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于形成波长转换膜的组合物，该波长转换膜被设置在由光能向电能的转换效率得到了提高的光电转换装置、例如太阳能电池中。另外，还涉及使用该组合物形成的波长转换膜。

背景技术

pn接合型、色素增感型等的各种太阳能电池正在被研究、实用化。然而，被实用化的现有太阳能电池的光电转换效率都不能说十分高。

为了提高转换效率，人们研究了具有将入射光波长中对光电转换没有贡献的波长(例如紫外光区域)转换成对光电转换有贡献的波长(例如可见光区域)的波长转换功能的太阳能电池。这样的太阳能电池在例如下述专利文献1～专利文献10中公开。

专利文献1：日本特开平7-142752号公报

专利文献2：日本特开平9-230396号公报

专利文献3：日本特开2000-313877号公报

专利文献4：日本特开2001-308365号公报

专利文献5：日本特开2003-243682号公报

专利文献6：日本特开2004-297025号公报

专利文献7：日本特开2006-173545号公报

专利文献8：日本特开2006-269373号公报

专利文献9：日本特开2006-303033号公报

专利文献10：日本特开2007-265629号公报

发明内容

如上述专利文献1～专利文献10所示，到目前为止提出的具有波长转换功能的太阳能电池的特征在于，具有分散有波长转换物质、即荧光体的膜。此外专利文献1中暗示了由分散有一种或多种波长转换物质的其他物质(透明树脂等)构成的波长转换层，以及由该波长转换物质构成的波长转换层。但是，该文献的实施例中仅记载了作为前者的使N-甲基-2-苯胺基-萘-6-磺酸分散在聚甲基丙烯酸甲酯或P型硅层中而得的波长转换层的例子，关于制造由波长转换物质构成的波长转换层并没有具体记载。

对于分散有荧光体的具有波长转换功能的膜，如果为了提高波长转换的效果而要过量地导入该荧光体，则需要考虑凝集等造成膜变质的问题、难以在膜中均匀分散等的问题。另外，在使用铕(Eu)、铽(Tb)等稀土类元素或稀土类配合物作为荧光体的情况下，存在近年来由于稀土类化合物的需要增大和资源分布不均匀造成的价格飞涨的问题，因而还需要考虑难以实现低成本等问题。

本发明的目的是获得可以期待提高波长转换产生的光电转换效率、并且能够实现低成本的形成光电转换装置用波长转换膜的组合物。另外，本发明的目的是提供由上述组合物形成的光电转换装置用波长转换膜以及具备该转换膜的光电转换装置。

本发明提供含有荧光部位(荧光产生部位)的聚合物或低聚物、以及溶剂的形成光电转换装置用波长转换膜的组合物。

本发明的形成波长转换膜的组合物所含的聚合物或低聚物所具有的所述荧光部位被导入所述聚合物或低聚物的主链或侧链，具体来说，所述荧光部位可列举蒽或其衍生物、香豆素或其衍生物、荧光素或其衍生物、罗丹明、曙红、苝或其衍生物、芴或其衍生物、或茋或其衍生物。

作为本发明的形成波长转换膜的组合物所含的所述聚合物或低聚物，可列举丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸系树脂、酚醛清漆树脂、氨基塑料聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚芴、聚芴衍生物、聚硅氧烷、聚硅烷、或聚碳硅烷。所述聚合物或低聚物的数均分子量Mn例如为500～50,000的范围。

作为本发明的形成波长转换膜的组合物所含的溶剂，可列举丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚、乳酸乙酯、环己酮、环己醇、γ-丁内酯、二甘醇、丙二醇、双丙甘醇、2，3-丁二醇、三甘醇、二甘醇单乙醚乙酸酯、二甘醇单丁基醚乙酸酯、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丁基醚、二甘醇二丁基醚、双丙甘醇单甲醚、甘油、乙酸丁酯、乙酸己酯、二丙酮醇、碳酸亚丙酯、四氢糠醇、乙酰丙酮、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂。所述溶剂可以是2种以上有机溶剂的组合。如果将从本发明的形成波长转换膜的组合物中除去溶剂后的成分看作固体成分，则固体成分相对于该组合物的比例例如为3～40质量％，优选为7～30质量％。

本发明的形成波长转换膜的组合物所含的所述聚合物或低聚物还可以具有交联部位。作为交联部位，可列举例如，羟基、羧基、环氧基、氨基、硅烷醇基、炔基。