[发明专利]包括二取代的苯并硒二唑化合物的发光聚太阳能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括至少一种二取代的苯并硒二唑化合物的发光聚太阳能器(LSC)。

本发明还涉及至少一种二取代的苯并硒二唑化合物在构造发光聚太阳能器(LSC)中的用途。

本发明还涉及一种光伏器件，该光伏器件选自，例如在刚性基体和柔性基体上的光伏电池、光伏模组、太阳能电池、太阳能模组，该光伏器件包括发光聚太阳能器(LSC)，该发光聚太阳能器(LSC)包括至少一种二取代的苯并硒二唑化合物。

背景技术

已知的是单结光伏电池不能够有效地利用所有的太阳辐射。实际上，单结光伏电池仅在一定的光谱范围(包括一部分可见光辐射和一部分红外线辐射)内具有最大效率。

在最佳光谱范围外捕获太阳辐射且将其转化为有效辐射的光谱转换器材料可用于提高光伏电池的性能。此外，发光聚太阳能器(LSC)可用允许进一步增加光伏电池的电流的产生的一些材料制备。

该发光聚太阳能器(LSC)一般由对太阳辐射可透射的大片材料构成，其中荧光物质分散或化学地结合至该材料，该大片材料作为光谱转换器。由于全反射的光学现象的作用，荧光分子发射的辐射被“引导”朝向该片的薄缘，在该薄缘上荧光分子发射的辐射被会聚在位于该片中的光伏电池或太阳能电池上。这样，低成本材料(光致发光片)的大表面可用于将光会聚在高成本材料(光伏电池或太阳能电池)的小表面上。

为了有利地用于构造发光聚太阳能器(LSC)，荧光化合物应该具有很多特征且这些特征不总是相互一致的。

首先，由荧光发射的辐射的频率必须对应高于阈值的能量，低于该阈值时，代表光伏电池的核心的半导体不再能够工作。

第二，荧光化合物的吸收光谱应该尽可能宽，以吸收大多数入射的太阳辐射，且然后以所需的频率重新发射该太阳辐射。

还需要的是，太阳辐射的吸收应该是非常强的，使得荧光化合物可以最低的可能浓度发挥作用，避免使用大量荧光化合物。

此外，太阳辐射的吸收过程和随后的其以更低频率重新发射必须用最高的可能效率发生，使所谓的非辐射损耗最小化，通常用术语“热化”共同地表示：过程的效率通过其量子产量来测量。

最后，吸收频率和发射频率必须尽可能不同，因为否则荧光化合物的分子发射的辐射将被相邻的分子吸收和至少部分被散射。通常称为自吸收的该现象不可避免地导致效率的显著损失。吸收光谱的、具有较低频率的峰值的频率与发射的辐射的峰值的频率之间的差通常表示为斯托克斯“位移”且以nm来测量(其不是测量的两个频率之间的差，而是与其对应的两个波长之间的差)。高的斯托克斯位移对获得高效率的发光聚太阳能器(LSC)是绝对需要的，应记住的是已经提到的需要：发射的辐射的频率与高于阈值的能量对应，低于该阈值时光伏电池不能够工作。

已知的是，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)，为可用于构造发光聚太阳能器(LSC)的荧光化合物。这类化合物描述在申请人名下的意大利专利申请MI2009 A 001796中。

4，7-二-(噻吩-2’-基)-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)的特征是中心在579nm附近的发射，这与高于用于光伏电池的工作的最小阈值的能量对应，该阈值对应于，例如，最广泛地使用的基于硅的电池的约1100nm的波长。此外，其光辐射的吸收是强的且遍布相对宽范围的波长，示意性地在550nm(绿光辐射波长)至紫外线波长范围内。最后，4，7-二-(噻吩-2’-基)-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)在二氯甲烷溶液中的斯托克斯位移等于133nm，适当地超过迄今为止提出的用于发光聚太阳能器的大多数商业产品的斯托克斯位移。

为此，使用4，7-二-(噻吩-2’-基)-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)能够制备高质量的发光聚太阳能器(LSC)。

尽管4，7-二-(噻吩-2’-基)-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)吸收了大部分的太阳光谱，然而，在与黄光辐射(yellow radiation)和红光辐射(red radiation)对应的、其较高光谱区域其具有不大的吸收，因此黄光辐射和红光辐射不能转化为被光伏电池更有效利用的其他辐射。为此，需要利用具有红移的更宽吸收光谱的荧光化合物。

发明内容

因此，申请人考虑了寻找具有红移的更宽吸收光谱的化合物的问题。

现在申请人发现具有特定通式(即，具有以下示出的通式(I))的二取代的苯并硒二唑化合物可以有利地用于构造发光聚太阳能器(LSC)。