CN107207961A - 荧光体、波长转换部件以及光伏器件 - Google Patents
荧光体、波长转换部件以及光伏器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107207961A CN107207961A CN201680008185.8A CN201680008185A CN107207961A CN 107207961 A CN107207961 A CN 107207961A CN 201680008185 A CN201680008185 A CN 201680008185A CN 107207961 A CN107207961 A CN 107207961A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluorophor
- wavelength
- light
- scattering
- scattering material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 200
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 36
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 claims description 12
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 48
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 38
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 29
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 18
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 14
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 10
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002284 excitation--emission spectrum Methods 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- FVRNDBHWWSPNOM-UHFFFAOYSA-L strontium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Sr+2] FVRNDBHWWSPNOM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001637 strontium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016653 EuF3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XPIIDKFHGDPTIY-UHFFFAOYSA-N F.F.F.P Chemical compound F.F.F.P XPIIDKFHGDPTIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004425 Makrolon Substances 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002380 dibutyl phthalate Drugs 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052730 francium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- VDGJOQCBCPGFFD-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-) silicon(4+) titanium(4+) Chemical compound [Si+4].[O-2].[O-2].[Ti+4] VDGJOQCBCPGFFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
- C09K11/7732—Halogenides
- C09K11/7733—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7715—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing cerium
- C09K11/7719—Halogenides
- C09K11/772—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
- G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/055—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
本发明的荧光体具有包含碱土金属元素和稀土元素中的至少一者并且不包含碱金属元素的母体晶体的一部分被Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构，室温下测得的发射光谱在波长为440nm以上且小于1200nm的范围内具有来自Ce3+和Eu2+中的至少一者的发光峰，该发光峰示出所述发射光谱的强度最大值，折射率为1.41以上且小于1.57。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光体，该荧光体能够在常温以上将紫外光转换为可见光或红外光，与波长转换部件的封装材料的折射率差小，就算与水分接触发光特性也不发生变化，可靠性高。另外，本发明涉及包含该荧光体的波长转换部件以及光伏器件。
背景技术
通常，对于太阳能电池单元来说，紫外光的光电转换效率比可见光的光电转换效率低。例如，对于常规的太阳能电池单元来说，在波长为300nm以上且小于400nm的范围内的紫外光的情况下光电转换效率低，在波长为400nm以上且小于1200nm的范围内的可见光和红外光区域的情况下光电转换效率高。另外，波长为小于380nm的范围内的紫外光容易给太阳能电池造成损伤。因此，现有的太阳能电池以滤波器来截止了例如波长为小于380nm的范围内的紫外光。
但是，若能够将波长为小于380nm的范围内的紫外光用于发电，则可期待改善太阳能电池的光电转换效率。因此，近年来，就太阳能电池正在研究不是单单将波长为小于380nm的范围内的紫外光截止而是转换成长波长的光来用于发电。
例如，正在研究在太阳能电池单元的表面设置将紫外光转换成可见光或红外光的波长转换层的技术。作为波长转换层，例如正在研究使荧光体分散于由透明树脂形成的封装材料中而成的片材。
该波长转换层优选对于太阳能电池单元的光电转换效率高的波长区域的可见光和红外光显示出高透射率。这是因为，当波长转换层的可见光和红外光的透射率低时，与由设置波长转换层带来的光电转换效率的提升相比，与透射率的降低相伴随的光电转换效率的降低程度有可能更大。可见光和红外光的透射率高的波长转换层据推测是通过减小荧光体与分散有荧光体的封装材料之间的折射率差来得到的。
作为与封装材料之间的折射率差小的荧光体，以往在专利文献1中记载了以Eu2+激活后的氟化钡荧光体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表平2-503717号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，氟化钡荧光体存在在25℃以上几乎不发光即温度猝灭特性差这样的问题。这样，以往并不知道有适合于太阳能电池用的能够在常温以上以高效率将紫外光转换成可见光或红外光并且折射率与常规的封装材料的折射率接近的荧光体。另外，太阳能电池用荧光体由于多在室外使用，因此优选就算与水分接触发光特性也不发生变化。
本发明是鉴于上述问题而进行的。本发明的目的在于：提供一种荧光体，该荧光体能够在常温以上以高效率将紫外光转换为可见光或红外光，与波长转换部件的封装材料的折射率差小，就算与水分接触发光特性也不发生变化，可靠性高。另外，本发明的目的在于：提供包含该荧光体的波长转换部件以及光伏器件。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的第一方案的荧光体具有包含碱土金属元素和稀土元素中的至少一者并且不包含碱金属元素的母体晶体的一部分被Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构。并且，对于本发明的方案的荧光体来说，室温下测得的发射光谱在波长为440nm以上且小于1200nm的范围内具有来自Ce3+和Eu2+中的至少一者的发光峰，该发光峰示出所述发射光谱的强度最大值。另外，本发明的方案的荧光体的折射率为1.41以上且小于1.57。
本发明的第二方案的波长转换部件包含上述荧光体。
本发明的第三方案的光伏器件包含上述荧光体。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的太阳能电池模块的剖视图。
图2是示意性地表示第二实施方式的太阳能电池模块的剖视图。
图3(a)和(b)是表示将图1的波长转换部件所含的散射材料的粒径设定为100nm来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射材料的散射强度分布的图。
图4(a)和(b)是表示将图1的波长转换部件所含的散射材料的粒径设定为300nm来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射材料的散射强度分布的图。
图5(a)和(b)是表示将图1的波长转换部件所含的散射材料的粒径设定为500nm来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射材料的散射强度分布的图。
图6(a)和(b)是表示将图1的波长转换部件所含的散射材料的粒径设定为1000nm来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射材料的散射强度分布的图。
图7是表示使散射材料分散而成的散射部件的透射率的波长依赖性的曲线图。
图8是表示实施例2的化合物的激发特性和发光特性的曲线图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本实施方式的光伏器件、构成光伏器件的波长转换部件和波长转换部件所含的荧光体进行说明。
[光伏器件]
[第一实施方式]
图1是示意性地表示作为第一实施方式的光伏器件的太阳能电池模块的剖视图。如图1所示，太阳能电池模块1包含：作为光电转换元件的太阳能电池单元10；配置于太阳能电池单元10的受光面13侧的波长转换部件20；以及配置于波长转换部件20的表面的表面保护层30。另外，太阳能电池模块1包含：配置于太阳能电池单元10的表面之中与受光面13为相反侧的面的背面14的背面封装部件40；以及配置于背面封装部件40的背面的背面保护层50。即，太阳能电池模块1成为从图中上方起依次设置有表面保护层30、波长转换部件20、太阳能电池单元10、背面封装部件40和背面保护层50的构成。就太阳能电池模块1来说，从作为表面保护层30的表面的光入射面33射入的光直接或在波长转换部件20转换之后被太阳能电池单元10接受，由此产生光电动势。
(太阳能电池单元)
太阳能电池单元10吸收从太阳能电池单元10的受光面13射入的光而产生光电动势。太阳能电池单元10使用例如晶体系硅、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等半导体材料来形成。具体来说，太阳能电池单元10例如由晶体硅和非晶硅层积而成的物质形成。在太阳能电池单元10的受光面13和与受光面13为相反侧的面的背面14设置未图示的电极。在太阳能电池单元10中所产生的光电动势通过电极被供给至外部。
(波长转换部件)
在太阳能电池单元10的受光面13配置波长转换部件20。如图1所示，波长转换部件20包含：对太阳能电池单元10的受光面13进行封装的封装材料21；以及分散于封装材料21中的荧光体25。波长转换部件20通过封装材料21来防止水分向太阳能电池单元10浸入，使太阳能电池模块1整体的强度提升。另外，波长转换部件20借助荧光体25将从波长转换部件20通过的光的一部分转换成长波长侧的光。此外，就波长转换部件20来说，封装材料21和荧光体25会在下文中详细说明，因此对于太阳能电池的光电转换效率高的波长区域的可见光和红外光显示出高透射率。波长转换部件20是配置于太阳能电池单元10表面的片状体、薄膜状体或板状体。对波长转换部件的厚度没有特别限定，例如当使之为0.2～1mm时成为能够在不使可见光和红外光的透射率降低的情况下充分吸收紫外光的波长转换部件，故而优选。
<封装材料>
作为封装材料21，例如可以使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等透明树脂。这些透明树脂的折射率为1.41以上且小于1.57。
<荧光体>
作为荧光体25，使用无机荧光体。无机荧光体通常具有构成由无机化合物形成的母体晶体的原子的一部分被放射荧光的发光中心部分置换而成的晶体结构。本实施方式中所使用的无机荧光体具有包含碱土金属元素和稀土元素中的至少一者并且不包含碱金属元素的母体晶体的一部分被作为发光中心的Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构。下面，对荧光体25的晶体结构和晶体结构中所含的发光中心进行说明。
[晶体结构]
在包含碱土金属元素的情况下，荧光体包含选自Ca、Sr和Ba中的一种以上的元素作为碱土金属元素。另外，在包含稀土元素的情况下，荧光体包含选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc和Y中的一种以上的元素作为稀土元素。本说明书中，稀土元素是指La至Lu这15个镧系元素加上Sc和Y共17种元素。
荧光体是包含碱土金属元素和稀土元素中的至少一者的晶体，因此在结构中能够较多地包含成为发光中心的Ce3+或Eu2+，能够充分地吸收紫外光，故而优选。母体晶体中的碱土金属元素容易被作为发光中心的Ce3+、Eu2+置换。因此，当荧光体包含碱土金属元素时，通过在荧光体的晶体结构中较多地包含Ce3+、Eu2+，荧光体25的紫外光的吸收率提高。
另外，当包含碱土金属元素的荧光体是包含碱土金属元素和镁的氟化物时温度猝灭特性好，即，就算为高温发光强度也高，并且量子效率容易升高，故而优选。此外，温度猝灭特性变好的理由推测如下。即，上述氟化物的晶体结构通常是八面体结构的[MgF6]4-单元共有F来形成多个结合而成的牢固的母体晶体。并且，八面体结构的[MgF6]4-单元共有F而形成为多个结合而成的牢固的母体晶体。并且，该牢固的母体晶体的一部分与作为发光中心的Ce3+、Eu2+置换而成的荧光体由于晶体结构牢固，因此作为发光中心的Ce3+、Eu2+不易发生振动。当作为发光中心的Ce3+、Eu2+不易发生振动时，就算荧光体的温度上升，发光也稳定地进行，因此推测由包含碱土金属元素和镁的氟化物形成的荧光体的温度猝灭特性好。
当由氟化物形成的荧光体具有构成具有由下述式(1)表示的组成的母体晶体的原子的一部分被Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构时，成为吸收率和量子效率高、温度猝灭特性好的荧光体，故而优选。
M3Mg4F14 (1)
(式中，M为选自Ca、Sr和Ba中的一种以上的碱土金属元素。)
构成具有由上述式(1)表示的组成的母体晶体的原子的一部分被Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构例如由下述式(2)或(3)表示。即，由氟化物形成的荧光体的组成例如由下述式(2)或(3)表示。
(M1-xCex)3Mg4F14 (2)
(式中，M为选自Ca、Sr和Ba中的一种以上的碱土金属元素，x为满足0＜x＜0.3的数。)
(M1-yEuy)3Mg4F14 (3)
(式中，M为选自Ca、Sr和Ba中的一种以上的碱土金属元素，y为满足0＜y＜0.3的数。)
式(2)中，x优选为0.003≤x≤0.1，更优选为0.01≤x≤0.1。另外，式(3)中，y优选为0.003≤y≤0.1，更优选为0.01≤y≤0.1。
对于由氟化物形成的荧光体来说，当氟化物的母体晶体具有上述式(1)中的F的一部分被O置换而成的组成时，与具有由上述式(1)表示的组成的母体晶体的荧光体相比，折射率容易变得更高。具体来说，当氟化物的母体晶体例如具有由下述式(4)表示的组成时，容易得到折射率更高的荧光体。具有母体晶体具有由下述式(4)表示的组成并且构成该母体晶体的原子的一部分被Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构的荧光体的折射率容易升高。
M3Mg4F14-aOa (4)
(式中，M为选自Ca、Sr和Ba中的一种以上的碱土金属元素，a为满足0＜a≤3的数。)
上述式(4)除了将F14变更为F14-aOa以外与上述式(1)相同。上述式(4)中，a优选为满足0.5≤a≤2的数，更优选为满足0.8≤a≤1.2的数。当a在该范围内时，容易得到折射率高的荧光体，故而优选。
具有构成具有由上述式(4)表示的组成的母体晶体的原子的一部分被Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构的由氟化物形成的荧光体的组成例如由下述式(5)或(6)表示。
(M1-xCex)3Mg4F14-bOb (5)
(式中，M为选自Ca、Sr和Ba中的一种以上的碱土金属元素，x为满足0＜x＜0.3的数，b为满足0＜b≤3的数。)
上述式(5)除了将F14变更为F14-bOb以外与上述式(2)相同。上述式(5)中，b优选为满足0.5≤b≤2的数，更优选为满足0.8≤b≤1.2的数。当b为该范围内时，容易得到折射率更高的荧光体，故而优选。
(M1-yEuy)3Mg4F14-cOc (6)
(式中，M为选自Ca、Sr和Ba中的一种以上的碱土金属元素，y为满足0＜y＜0.3的数，c为满足0＜c≤3的数。)
上述式(6)除了将F14变更为F14-cOc以外与上述式(3)相同。上述式(6)中，c优选为满足0.5≤c≤2的数，更优选为满足0.8≤c≤1.2的数。当c为该范围内时，容易得到折射率更高的荧光体，故而优选。
对于由氟化物形成的荧光体来说，氟化物的10％直径D10优选为15μm以上。当氟化物的10％直径D10为该范围内时，波长转换部件的可见光和红外光的透射率升高，故而优选。另外，对于由氟化物形成的荧光体来说，氟化物的中值粒径优选小于1000μm。当氟化物的中值粒径为该范围内时，波长转换部件的紫外光的吸收率升高，故而优选。另外，由氟化物形成的荧光体优选D10为15μm以上并且中值粒径小于1000μm。当氟化物的10％直径D10和中值粒径为该范围内时，成为紫外光的吸收率高、可见光和红外光的透射率高的波长转换部件，故而优选。
此外，具有由上述式(1)表示的组成的母体晶体的原子的一部分被Eu2+等置换而成的晶体结构的荧光体通常通过使用碱土金属、镁、铈和铕各自的氟化物作为原料来制造。下面，将这些氟化物称为“氟化物原料”。就具有具有上述式(1)中的F的一部分被O置换而成的组成的母体晶体的原子的一部分被Eu2+等置换而成的晶体结构的荧光体来说，其例如可以通过使用上述氟化物原料和将氟化物原料中的氟以氧置换而成的原料来制造。作为氟化物原料中的氟以氧置换而成的原料，例如使用碱土金属、镁、铈和铕各自的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐、硫酸盐、乙酸盐和氢氧化物等。
另外，本实施方式中所使用的荧光体不含碱金属元素。此处，碱金属元素是指H、Li、Na、K、Rb、Cs和Fr。此外，荧光体不含碱金属元素是指荧光体中所含的碱金属元素小于1摩尔％。本实施方式中所使用的荧光体由于不含碱金属元素，因此就算与水分接触发光特性也不发生变化，可靠性优异。即，当常规的包含碱金属元素的荧光体与水分接触时，荧光体中的碱金属元素与水分发生反应而使荧光体的组成发生变化，荧光体的发光特性发生变化。本实施方式中所使用的荧光体由于不含碱金属元素，因此就算与水分接触发光特性也不发生变化，可靠性高。
荧光体可以在不损害该荧光体的晶体结构的范围包含除了氟以外的卤族元素即Cl、Br、I等。当荧光体包含这些卤族元素时，能够控制来自Eu2+、Ce3+的激发光谱和发射光谱的形状、荧光体的折射率。另外，荧光体可以在不损害该荧光体的晶体结构的范围包含氧O。当荧光体包含氧O时，能够控制来自Eu2+、Ce3+的激发光谱和发射光谱的形状、荧光体的折射率。
荧光体可以在不损害该荧光体的晶体结构的范围包含除了Eu2+和Ce3+以外的稀土元素。当荧光体包含这些稀土元素时，能够较多地包含发光中心元素，能够提高紫外光的吸收率。
荧光体可以在不损害该荧光体的晶体结构的范围包含除了Mg以外的能够采取六配位状态的元素，例如包含选自Al、Ga、Sc、Zr、Mn和Lu中的一种以上的元素。当荧光体包含这样的元素时，能够控制荧光体的折射率。
荧光体可以为与Pb3Nb4O12F2同型的晶体结构。当荧光体为这种类型的晶体结构时，可得到吸收率和量子效率高、温度猝灭特性好的荧光体。
荧光体可以以Ba2(Ca1-xSrx)Mg4F14(式中，x为满足0≤x≤1的数)为母体晶体。当荧光体由这样的母体晶体形成时，可得到吸收率和量子效率高、温度猝灭特性好的荧光体。另外，当荧光体由这样的母体晶体形成时，荧光体的折射率的调整变得容易。
荧光体可以以Ba2+y(Ca1-xSrx)1-yMg4F14(式中，x和y分别为满足0≤x≤1、0≤y≤1的数)为母体晶体。当荧光体由这样的母体晶体形成时，荧光体的折射率的调整变得容易。
[发光中心]
如上所述，荧光体25具有包含碱土金属元素和稀土元素中的至少一者并且不包含碱金属元素的母体晶体的一部分被作为发光中心的Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构。荧光体25由于包含Ce3+和Eu2+中的至少一者作为发光中心，因此通过调整母体晶体的组成，能够得到吸收会给太阳能电池单元10造成损伤并且发电效率差的波长为300～400nm的紫外光的无机荧光体。
此处，在常规的无机荧光体中，还已知有使用了除了Ce3+和Eu2+以外的稀土离子作为发光中心的。但是，当发光中心为除了Ce3+和Eu2+以外的稀土离子时，就算是调整母体晶体的组成，也难以得到吸收波长为300～400nm的紫外光的无机荧光体。这样，在本实施方式的荧光体包含Ce3+和Eu2+中的至少一者作为发光中心的情况下，通过调整母体晶体的组成能够得到吸收波长为300～400nm的紫外光的无机荧光体，其可能原因推测如下。
稀土离子之中的Ce至Yb的稀土离子在4f轨道具有电子。来自稀土离子的光的吸收和发光包括基于4f壳内的跃迁的和基于5d壳与4f壳之间的跃迁的这两种。
稀土离子之中的除了Ce3+和Eu2+以外的离子通常通过4f壳内的跃迁来进行光的吸收和发光。但是，就该4f壳内的跃迁来说，4f轨道的电子位于5s轨道和5p轨道的电子的内侧而被遮蔽，因此由荧光体周围的影响难以产生能级的变动。因此，就以除了Ce3+和Eu2+以外的离子为发光中心的无机荧光体来说，就算是调整母体晶体的组成，发光波长的变化也小，难以得到吸收300～400nm的紫外光的无机荧光体。
与此相对，Ce3+和Eu2+通过5d壳与4f壳之间的跃迁即4fn与4fn-15d之间的跃迁来进行光的吸收和发光。就该5d壳与4f壳之间的跃迁来说，5d轨道未被其他轨道所遮蔽，因此由荧光体周围的影响容易产生5d轨道能级的变动。因此，就以Ce3+和Eu2+为发光中心的无机荧光体来说，在基于由4fn-15d1能级向4f轨道的跃迁的发光的情况下，通过调整母体晶体的组成，能够使发光波长大幅变化。通过该发光波长的大幅变化，以Ce3+和Eu2+为发光中心的无机荧光体能够获得吸收300～400nm的紫外光的无机荧光体。
荧光体25还可以包含Mn2+。当荧光体还包含Mn2+时，产生从Ce3+或Eu2+向Mn2+的能量传递，能够使来自荧光体的发光进一步向长波长侧移动。
[发射光谱]
对于荧光体25来说，室温下测得的发射光谱在波长为440nm以上且小于1200nm的范围内具有来自Ce3+和Eu2+中的至少一者的发光峰。此处，室温是指21～25℃。来自Ce3+和Eu2+中的至少一者的发光峰示出上述发射光谱的强度最大值，因此荧光体25在太阳能电池的光谱灵敏度高的波长区域显示较多的发光。
此处，来自Ce3+的发光峰是指至少包含Ce3+作为发光中心的Ce3+激活荧光体的发射光谱中所含的发光峰之中Ce3+参与发光的发光峰。具体来说，来自Ce3+的发光峰是包括Ce3+固有的发光峰以及由基于多种发光中心的多个发光成分形成的复合形状发光峰中的Ce3+的发光成分的峰这两者的意思。例如，就仅包含Ce3+作为发光中心的Ce3+激活荧光体来说，在发射光谱的特定波长区域内出现Ce3+固有的发光峰(A)。另一方面，就Ce3+与Mn2+等其他发光中心共存的Ce3+激活荧光体来说，在发射光谱出现兼具Ce3+的发光成分的峰(B1)与其他发光中心的发光成分的峰(B2)的复合形状发光峰。复合形状发光峰中的Ce3+的发光成分的峰(B1)出现在Ce3+固有的发光峰(A)的特定波长区域内或其附近。本说明书中所定义的来自Ce3+的发光峰是包括Ce3+固有的发光峰(A)和Ce3+的发光成分的峰(B1)的概念。此外，复合形状发光峰中的其他发光中心的发光成分的峰(B2)在其他发光中心为Mn2+的情况下是指Mn2+的发光成分的峰。
对包含Ce3+的发光成分的峰的复合形状发光峰进行说明。就包含Ce3+的荧光体的发射光谱来说，有时在仅包含Ce3+作为发光中心时观察到的Ce3+固有的发射光谱与Ce3+和Mn2+等其他发光中心共存时观察到的发射光谱中形状不同。这是因为，前者的发射光谱是基于仅包含Ce3+固有的发光峰(A)，而后者的发射光谱是基于包含兼具Ce3+的发光成分的峰(B1)与其他发光中心的发光成分的峰(B2)的复合形状发光峰。复合形状发光峰例如是通过能量从Ce3+传递至Mn2+等其他发光中心来形成的。
另外，来自Eu2+的发光峰是指至少包含Eu2+作为发光中心的Eu2+激活荧光体的发射光谱中所含的发光峰之中Eu2+参与发光的发光峰。具体来说，来自Eu2+的发光峰是包括Eu2+固有的发光峰以及由基于多种发光中心的多个发光成分形成的复合形状发光峰中的Eu2+的发光成分的峰这两者的意思。例如，就仅包含Eu2+作为发光中心的Eu2+激活荧光体来说，在发射光谱的特定波长区域内出现Eu2+固有的发光峰(C)。另一方面，就Eu2+与Mn2+等其他发光中心共存的Eu2+激活荧光体来说，在发射光谱出现兼具Eu2+的发光成分的峰(D1)与其他发光中心的发光成分的峰(D2)的复合形状发光峰。复合形状发光峰中的Eu2+的发光成分的峰(D1)出现在Eu2+固有的发光峰(C)的特定波长区域内或其附近。本说明书中所定义的来自Eu2+的发光峰是包括Eu2+固有的发光峰(C)和Eu2+的发光成分的峰(D1)的概念。此外，复合形状发光峰中的其他发光中心的发光成分的峰(D2)在其他发光中心为Mn2+的情况下是指Mn2+的发光成分的峰。
对包含Eu2+的发光成分的峰的复合形状发光峰进行说明。就包含Eu2+的荧光体的发射光谱因来说，有时在仅包含Eu2+作为发光中心时观察到的Eu2+固有的发射光谱与Eu2+和Mn2+等其他发光中心共存时观察到的发射光谱中形状不同。这是因为，前者的发射光谱是基于仅包含Eu2+固有的发光峰(C)，而后者的发射光谱是基于包含兼具Eu2+的发光成分的峰(D1)与其他发光中心的发光成分的峰(D2)的复合形状发光峰。复合形状发光峰例如是通过能量从Eu2+传递至Mn2+等其他发光中心来形成的。
对于荧光体25来说，室温下测得的发射光谱在波长为440nm以上且小于1200nm的范围内具有来自上述Ce3+和Eu2+中的至少一者的发光峰，该发光峰示出所述发射光谱的强度最大值。即，来自Ce3+和Eu2+中的至少一者的发射光谱的发光峰在波长为440nm以上且小于1200nm的范围内显示强度最大值。就本实施方式中所使用的荧光体来说，来自Ce3+和Eu2+中的至少一者的发射光谱的发光峰在上述波长区域内显示强度最大值，因此可知是不包含由杂质等引起的发光、发光效率高的荧光体。这样，来自Ce3+和Eu2+中的至少一者的发射光谱的发光峰在上述波长区域内显示强度最大值就能够通过调整荧光体的晶体结构来实现。根据本实施方式的荧光体，能够将紫外光转换成太阳能电池的光谱灵敏度高的更长波长的波长区域的光。
[激发光谱]
对于荧光体25来说，优选激发光谱在波长为300nm以上且小于400nm的范围内具有由Ce3+和Eu2+中的至少一者引起的光吸收。就本实施方式中所使用的荧光体来说，由激发光谱可知：其在这样的波长范围内具有光吸收特性，能够将太阳能电池的光电转换效率低的300nm以上且小于400nm的紫外光转换成太阳能电池的光电转换效率高的波长区域的光。荧光体具有这样的光吸收能够通过调整荧光体的晶体结构来实现。
激发光谱优选为基于Eu2+的电子能级跃迁的光谱。此处，Eu2+的电子能级跃迁是指电子基态与电子激发态之间的能级跃迁。这是因为，Eu2+的发射光谱和激发光谱通常分别在比Ce3+的发射光谱和激发光谱长波长侧显示吸收和发光。因此，容易吸收300nm以上且小于400nm的紫外光，能够进一步在太阳能电池的光谱灵敏度高的区域显示发光。
[折射率]
荧光体25的折射率为1.41以上且小于1.57，优选为1.44以上且小于1.54，更优选为1.47以上且小于1.51。通过使荧光体的折射率为上述范围内，能够抑制分散于封装材料21时的波长转换部件20的可见光和红外光的透射率降低。
[形状]
荧光体25的形状优选为粒状或粉体状，当荧光体为粒状或粉体状时荧光体25容易分散于封装材料21。在荧光体为粒状或粉体状的情况下，平均粒径优选为0.1μm以上且小于100μm，更优选为0.3μm以上且小于30μm。当荧光体的平均粒径为上述范围内时，能够制作可充分地吸收紫外光并且可见光和红外光的透射率降低得到了抑制的波长转换部件。荧光体的平均粒径可以通过用扫描型电子显微镜观察波长转换部件的截面来测定。例如，平均粒径定义为用扫描型电子显微镜观察到的任意20个以上荧光体颗粒的最长轴长的平均值。
此处，对波长转换部件20中的封装材料21的折射率与荧光体25的折射率和粒径之间的关系进行说明。
通常，在配置于太阳能电池单元表面的波长转换部件为使荧光体分散于封装材料而成的片状或薄膜状的情况下，需要采取不使波长转换部件的可见光和红外光的透射率降低的对策。
具体来说，在封装材料与荧光体的折射率之差大的情况下，需要将荧光体的平均粒径减小至几十纳米左右。这是因为，当封装材料与荧光体的折射率之差大时射入波长转换部件的封装材料的可见光和红外光在荧光体的表面发生散射而不易透过荧光体，因此为了减小可见光和红外光的散射的影响需要减小荧光体的粒径。
另一方面，在封装材料与荧光体的折射率之差小的情况下，就算荧光体的平均粒径为几十微米左右的大粒径也能够使用。这是因为，射入波长转换部件的封装材料的可见光和红外光不易在荧光体的表面发生散射，能够充分地透过荧光体。
就本实施方式中所使用的波长转换部件20来说，封装材料21与荧光体25的折射率之差小，因此能够如上所述那样使用粒径较大的荧光体粉末。
[荧光体的制造]
荧光体25可以通过固相反应等公知的方法来制造。以下示出固相反应的一个例子。
首先，准备氧化物、氟化物等的原料粉末。接着，按照成为制造目标的化合物的化学计量比组成或与该组成接近的组成的方式调合原料粉末，使用研钵、球磨机等充分混合。之后，使用氧化铝坩埚等烧成容器，并以电炉等对混合原料进行烧成，由此能够制备本实施方式的荧光体。此外，在对混合原料进行烧成时，优选在大气中或弱还原气氛下以700～1000℃烧成几小时。另外，也可以在荧光体的原料中加入反应促进剂等添加剂。另外，在荧光体的母体为氟化物的情况下，优选使用抑制氟的脱离的NH4F作为添加剂。
[荧光体的效果]
本实施方式中所使用的荧光体25能够在常温以上吸收波长为300～400nm的紫外光而将紫外光转换成波长位于440nm以上且小于1200nm的范围内的可见光或红外光。另外，本实施方式中所使用的荧光体25与波长转换部件20的封装材料21的折射率差小，发光特性就算与水分接触也不发生变化，可靠性高。因此，本实施方式中所使用的荧光体25适合用于太阳能电池模块1的波长转换部件20。
<封装材料与荧光体的配合比>
对于波长转换部件20来说，在将波长转换部件20设定为100体积％时，通常以0.1体积％以上且小于10体积％、优选以1体积％以上且小于5体积％的量包含荧光体25。当荧光体的含量为上述范围内时，充分吸收紫外光，可获得可见光和红外光的透射率降低得到了抑制的波长转换部件。
<波长转换部件的制造方法>
波长转换部件20可以通过将荧光体25与封装材料21混合并成型为片状、薄膜状、板状等形态来制作。
<波长转换部件的作用>
使用图1对波长转换部件20的作用进行说明。当向太阳能电池模块1照射包含紫外光70、可见光和红外光80的太阳光时，紫外光70、可见光和红外光80从表面保护层30透过而射入波长转换部件20。射入波长转换部件20的可见光和红外光80实质上不在荧光体25转换，它们直接从波长转换部件20透过而向太阳能电池单元10照射。另一方面，射入波长转换部件20的紫外光70在荧光体25转换成作为长波长侧的光的可见光和红外光80，之后向太阳能电池单元10照射。太阳能电池单元10通过所照射的可见光和红外光80而产生光电动势90，光电动势90通过未图示的端子被供给至太阳能电池模块1的外部。
<波长转换部件的效果>
本实施方式中所使用的波长转换部件20能够在常温以上吸收波长为300～400nm的紫外光而转换成波长位于440nm以上且小于1200nm的范围内的可见光或红外光。另外，本实施方式中所使用的波长转换部件20由于荧光体25与封装材料21的折射率差小，因此上述可见光和红外光的透射率高。此外，就本实施方式中所使用的波长转换部件20来说，发光特性就算波长转换部件20中所含的荧光体与水分接触也不发生变化，因此可靠性高。因此，本实施方式中所使用的波长转换部件20适合用于太阳能电池模块1。
(表面保护层)
配置于波长转换部件20的表面的表面保护层30从太阳能电池模块1的外部环境保护波长转换部件20和太阳能电池单元10。另外，表面保护层30也可以根据需要具备不透过特定波长区域的光的过滤器功能。表面保护层30例如由玻璃基板、聚碳酸酯、丙烯酸、聚酯、氟代聚乙烯等形成。
(背面封装部件)
配置于太阳能电池单元10的背面14的背面封装部件40可防止水分浸入太阳能电池单元10，提高太阳能电池模块1整体的强度。背面封装部件40例如由与可用于波长转换部件20的封装材料21的材料相同的材料形成。背面封装部件40的材质可以与波长转换部件20的封装材料21的材质相同，也可以不同。
(背面保护层)
配置于背面封装部件40的背面的背面保护层50从太阳能电池模块1的外部环境保护背面封装部件40和太阳能电池单元10。背面保护层50例如由与可用于表面保护层30的材料相同的材料形成。背面保护层50的材质可以与表面保护层30的材质相同，也可以不同。
(太阳能电池模块的作用)
太阳能电池模块1的作用已在波长转换部件20的作用的项目中进行了说明，因此省去说明。
(作为光伏器件的太阳能电池模块的效果)
作为本实施方式的光伏器件的太阳能电池模块1能够在常温以上吸收波长为300～400nm的紫外光而转换成波长为440nm以上且小于1200nm的范围内的可见光和红外光。另外，对于太阳能电池模块1来说，波长转换部件20中的上述可见光和红外光的透射率高。因此，太阳能电池模块1的光电转换效率高。另外，就太阳能电池模块1来说，发光特性就算波长转换部件20中所含的荧光体与水分接触也不发生变化，因此可靠性高。
[第二实施方式]
图2是示意性地表示作为第二实施方式的光伏器件的太阳能电池模块的剖视图。图2中作为第二实施方式示出的太阳能电池模块1A与图1中作为第一实施方式示出的太阳能电池模块1相比，在使用波长转换部件20A代替波长转换部件20这点上是不同的，其他构成是相同的。因此，就图2所示的太阳能电池模块1A和图1所示的太阳能电池模块1对相同的构成附以相同符号，以省去或简化构成和作用的说明。
(波长转换部件)
如图2所示，波长转换部件20A包含：对太阳能电池单元10的受光面13进行封装的封装材料21；分散于封装材料21中的荧光体25；以及分散于封装材料21中的散射材料27。即，图2所示的太阳能电池模块1A的波长转换部件20A与图1所示的太阳能电池模块1的波长转换部件20相比，在封装材料21还包含散射材料27这点上是不同的，其他构成与波长转换部件20是相同的。因此，对两者的相同构成附以相同符号，以省去或简化构成和作用的说明。
<散射材料>
散射材料27是具有下述性质的物质：与散射荧光体25的发光波长的光相比，更散射荧光体25的激发波长的光。此处，与散射荧光体25的发光波长的光相比更散射荧光体25的激发波长的光的性质是指荧光体25的发光波长区域中的散射材料27的透光率与荧光体25的激发波长区域中的散射材料27的透光率相比相对较高。另外，散射材料27具有散射特性的波长依赖性。此处，波长依赖性是指仅强烈地散射所测定的全部波长的光之中的波长短的光、透射率降低。另外，作为所测定的全部波长的光之中的波长短的光，例如可以列举出荧光体25的激发波长区域的光。另外，作为与所测定的全部波长的光之中的波长短的光相比波长更长的光，例如可以列举出荧光体25的发光波长区域的光。
波长依赖性有大小。波长依赖性大是指在仅强烈地散射所测定的全部波长的光之中的波长短的光的情况下其散射的程度大。另外，波长依赖性小是指在仅强烈地散射所测定的全部波长的光之中的波长短的光的情况下其散射的程度小。此外，波长依赖性表现出下述的“第一波长特性”和“第二波长特性”。
对于散射材料27来说，荧光体25的激发波长区域中的透光率与发光波长区域中的透光率相比相对较低。因此，当散射材料27存在于封装材料21中时，荧光体25的激发波长区域的光在散射材料27充分散射，由此变得容易被荧光体25吸收。此处，荧光体25的激发波长区域是指波长为400nm以下的波长区域。因此，散射材料27优选为散射波长为400nm以下的光的材料，更优选为强烈散射波长为400nm以下的光的材料。此外，以下，将散射材料27的透光率的绝对值在荧光体25的激发波长区域低的性质称为“第一波长特性”。
另外，对于散射材料27来说，荧光体25的发光波长区域中的透光率与激发波长区域中的透光率相比相对较高。因此，当封装材料21中存在散射材料27时，从荧光体25放射出来的光被太阳能电池单元10高效地吸收，光电转换效率提高。此外，以下将散射材料27的透光率的绝对值在荧光体25的发光波长区域高的性质称为“第二波长特性”。
如上所述，散射材料27具有下述性质：与散射荧光体25的发光波长的光相比，更散射荧光体25的激发波长的光。即，散射材料27具有下述性质：荧光体25的发光波长区域中的散射材料27的透光率与荧光体25的激发波长区域中的散射材料27的透光率相比相对较高。对于散射材料27来说，更优选具有第一波长特性和第二波长特性，即，散射材料27的透光率的绝对值在荧光体25的激发波长区域低，并且散射材料27的透光率的绝对值在荧光体25的发光波长区域高。当散射材料27具有第一波长特性和第二波长特性时，荧光体25的激发波长区域的光在散射材料27充分地散射，由此容易被荧光体25吸收，并且由荧光体25放射出来的光被太阳能电池单元10高效地吸收，光电转换效率提高。
散射材料27的材质例如使用二氧化硅(SiO2)、氧化锆(IV)(ZrO2)等。其中，二氧化硅由于其折射率为与EVA等封装材料的折射率非常接近的值，能够抑制发光波长区域的光的散射，故而优选。
当散射材料27为粒状时，容易分散至封装材料，故而优选；另外，当散射材料27为粒状、50％直径D50小于400nm时，不易散射可见区域的光，故而优选。
就散射材料27来说，制作了将散射材料27的粒径设定为特定值来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射材料的散射强度分布。模拟是以光射入散射材料的一个颗粒这样的设定来进行的。另外，模拟中所照射的光的波长为350nm、550nm和1000nm。此外，波长350nm是荧光体25的激发波长区域例如后述的图7的激发波长区域144中所含的波长。另外，波长550nm是荧光体25的发光波长区域例如后述的图7的发光波长区域146中所含的波长。此外，波长1000nm是比荧光体25的发光波长更长的波长。上述模拟是将散射材料27的粒径分别设定为100nm、300nm、500nm和1000nm来进行的。将这些结果示于图3～图6。
图3(a)和(b)示出将散射材料27的粒径设定为100nm来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射材料的散射强度分布。图3(a)示出未进行标准化时的散射材料的散射强度分布，图3(b)示出进行了标准化时的散射材料的散射强度分布。
由图3(a)可知：散射材料的散射强度的方向依赖性低。另外，由图3(a)可知：波长为350nm的模拟结果190的散射强度最大，波长为550nm的模拟结果192的散射强度其次，波长为1000nm的模拟结果194的散射强度最小。即，可知：波长越短，则散射材料的散射强度越大。另外，如图3(b)所示，波长为350nm的模拟结果190的指向性大于波长为550nm的模拟结果192的指向性。另外，波长为550nm的模拟结果192的指向性大于波长为1000nm的模拟结果194的指向性。由此可知，照射到散射材料的光的波长越短，则散射材料的散射强度分布的指向性越大。此外，当散射强度分布的指向性变大时，产生由散射材料所引起的前向散射的比例变多。另外，当散射强度分布的指向性变小时，除了由散射材料所引起的前向散射以外，产生由散射材料所引起的背向散射的比例变多。
图4(a)和(b)示出将散射材料27的粒径设定为300nm来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射强度分布。图4(a)示出未进行标准化时的散射材料的散射强度分布，图4(b)示出进行了标准化时的散射材料的散射强度分布。当对图4(a)和图3(a)进行比较时，与散射材料27的粒径为100nm的情况相比，在散射材料27的粒径为300nm的情况下散射强度变大。另外，当对图4(b)和图3(b)进行比较时，可知：与散射材料27的粒径为100nm的情况相比，在散射材料27的粒径为300nm的情况下由波长所引起的指向性的差异变小。
图5(a)和(b)示出将散射材料27的粒径设定为500nm来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射强度分布。图5(a)示出未进行标准化时的散射材料的散射强度分布，图5(b)示出进行了标准化时的散射材料的散射强度分布。可知：图5(a)与图4(a)相比，散射强度变大；图5(b)与图4(b)相比，由波长所引起的指向性的差异变小。
图6(a)和(b)示出将散射材料27的粒径设定为1000nm来进行了模拟时的散射材料的散射强度分布以及将散射强度的直线传播方向成分标准化为1时的散射强度分布。图6(a)示出未进行标准化时的散射材料的散射强度分布，图6(b)示出进行了标准化时的散射材料的散射强度分布。由图6(a)可知：图3～图6中，在散射材料27的粒径为1000nm的情况下，散射强度最大。另外，由图6(b)可知：图3～图6中，在散射材料27的粒径为1000nm的情况下，由波长所引起的指向性的差异最小。
由图3～图6可知：当散射材料27的粒径变小时，容易进行背向散射，特别是就算对于波长大的光也容易进行背向散射。另外，可知：当散射材料27的粒径变小时，波长依赖性变大，散射强度变小。此外，可知：当散射材料27的粒径变大时，波长依赖性变小，散射强度变大。因此，散射材料27的粒径优选按照使波长依赖性变大并且散射强度也变大的方式来决定。根据上述图3～图6的模拟的结果，粒径为500nm以下的散射材料由于波长依赖性大而优选。
图7是表示使散射材料27分散而成的散射部件的透射率的波长依赖性的曲线图。作为散射部件，使用了在作为封装材料21的EVA100质量份中包含作为散射材料27的5质量份的SiO2的部件。即，散射部件不包含荧光体。另外，图7示出使用了实际制得的散射部件的实测值的结果。
图7中，横轴表示波长，纵轴表示透射率。另外，图7中，150表示平均粒径为100nm的散射材料的曲线图，152表示平均粒径为300nm的散射材料的曲线图，并且154表示平均粒径为1000nm的散射材料的曲线图。如图7所示，可知：就平均粒径为1000nm的散射材料的曲线图154来说，在包含荧光体25的激发波长区域144和发光波长区域146的所测得的全部波长区域，透射率的变化变小。另外，可知：就平均粒径为100nm的散射材料的曲线图150和平均粒径为300nm的散射材料的曲线图152来说，与发光波长区域146中的透射率相比，激发波长区域144中的透射率降低。
由此可知，散射材料27的粒径越小，则仅强烈散射波长短的光的程度越大，即，波长依赖性越大。另外，由曲线图150和152可知：就平均粒径为100nm的散射材料和平均粒径为300nm的散射材料来说，在荧光体25的激发波长区域144中散射材料27的透光率的绝对值低。此外，可知：就平均粒径为100nm的散射材料和平均粒径为300nm的散射材料来说，在荧光体25的发光波长区域146中散射材料27的透光率的绝对值高。因此，可知：平均粒径为100nm的散射材料和平均粒径为300nm的散射材料具有第一波长特性和第二波长特性，波长依赖性大。
另一方面，由曲线图154可知：对于平均粒径为1000nm的散射材料来说，荧光体25的激发波长区域144中的散射材料27的透光率的绝对值高，荧光体25的发光波长区域146中的散射材料27的透光率的绝对值较低。因此，可知：平均粒径为1000nm的散射材料不具有第一波长特性和第二波长特性。
此外，虽然未在图7中示出，但确认到平均粒径为500nm的散射材料具有第一波长特性和第二波长特性，波长依赖性变大。因此，可知：平均粒径为100nm、300nm和500nm的散射材料的波长依赖性都大。因此，当作为散射材料27的平均粒径通常为500nm以下、优选为400nm以下、更优选为300nm以下时，波长依赖性大，故而优选。
此外，当使散射材料27与封装材料21的组合如下设定时，散射材料27与散射荧光体25的发光波长的光相比较多地散射荧光体25的激发波长的光，故而优选。即，优选使散射材料与封装材料的组合为下述方式：在荧光体的发光波长以上的波长区域，散射材料与封装材料的折射率相同或几乎相同，并且在荧光体的激发波长附近的波长区域，散射材料与封装材料的折射率不同。
<波长转换部件的作用>
使用图2对波长转换部件20A的作用进行说明。就波长转换部件20A的作用来说，与图1中作为第一实施方式示出的太阳能电池模块1的波长转换部件20相比，除了加上与散射材料27相伴的作用以外是相同的。因此，就波长转换部件20A和波长转换部件20对于相同的作用省去或简化说明。
当向太阳能电池模块1A照射包含紫外光70、可见光和红外光80的太阳光时，紫外光70、可见光和红外光80从表面保护层30透过而射入波长转换部件20A。射入波长转换部件20A的可见光和红外光80实质上不在荧光体25转换，它们直接从波长转换部件20A透过而向太阳能电池单元10照射。另一方面，射入波长转换部件20A的紫外光70之中的向荧光体25照射的紫外光70在荧光体25转换成作为长波长侧的光的可见光和红外光80，之后向太阳能电池单元10照射。
另外，射入波长转换部件20A的紫外光70之中的向散射材料27照射的紫外光70由于是荧光体25的激发波长的光，因此在散射材料27散射。在散射材料27散射、照射至荧光体25的紫外光70在荧光体25转换成作为长波长侧的光的可见光和红外光80，之后向太阳能电池单元10照射。此外，除了射入波长转换部件20A的紫外光70以外，由荧光体25放射的可见光和红外光80也向散射材料27照射。但是，向散射材料27照射的可见光和红外光80由于为荧光体25的发光波长的光，因此从散射材料27透过而向太阳能电池单元10照射。这样，就波长转换部件20A来说，在不存在散射材料27的情况下，从封装材料21中透过的紫外光70在散射材料27散射而向荧光体25照射，荧光体25放射可见光和红外光80。另外，由荧光体25放射的可见光和红外光80由于为荧光体25的发光波长的光，因此就算向散射材料27照射也从散射材料27透过而向太阳能电池单元10照射。这样，由于波长转换部件20A包含散射材料27，因此与图1所示的波长转换部件20相比，所射入的紫外光70更多地向荧光体25照射，可获得更多的可见光和红外光80。因此，波长转换部件20A与图1所示的波长转换部件20相比，光转换效率高。太阳能电池单元10由于所照射的可见光和红外光80而产生光电动势90，光电动势90通过未图示的端子被供给至太阳能电池模块1A的外部。
<波长转换部件的效果>
本实施方式中所使用的波长转换部件20A可起到与图1所示的波长转换部件20相同的效果，而且由于包含散射材料27，因此与图1所示的波长转换部件20相比光转换效率高。
(太阳能电池模块的作用)
太阳能电池模块1A的作用已在波长转换部件20A的作用的项目中进行了说明，因此省去说明。
(作为光伏器件的太阳能电池模块的效果)
作为本实施方式的光伏器件的太阳能电池模块1A可起到与图1所示的太阳能电池模块1相同的效果，而且由于波长转换部件20A包含散射材料27，因此与图1所示的太阳能电池模块1相比光转换效率高。
实施例
下面，通过实施例对本实施方式进行更详细说明，但本实施方式不限于这些实施例。
使用利用固相反应的制备方法来合成氟化物荧光体，对其特性进行了评价。
此外，实施例使用了以下所示的化合物粉末作为原料。
氟化钡(BaF2)：纯度为3N，和光纯药工业株式会社制造
氟化锶(SrF2)：纯度为2N5，和光纯药工业株式会社制造
氟化钙(CaF2)：纯度为3N，株式会社高纯度化学研究所制造
氟化镁(MgF2)：纯度为2N，和光纯药工业株式会社制造
氟化铕(EuF3)：纯度为3N，和光纯药工业株式会社制造
碳酸钡(BaCO3)：纯度为3N，和光纯药工业株式会社制造
[实施例1～16]
首先，按照表1所示的比例称量各原料。接着，用磁性研钵和磁性研杵对原料进行充分的干式混合，制成烧成原料。之后，将烧成原料移至氧化铝坩埚，用管式气氛炉以850℃的温度在还原气氛中(96％氮、4％氢混合气体气氛中)烧成2小时。使用氧化铝研钵和氧化铝研杵对烧成物进行破碎处理，由此得到了荧光体(实施例1～16)。此外，如表1所示，实施例16的荧光体是将实施例15的含钡原料BaF2的一部分置换成BaCO3来制得的。如表2所示，由实施例16得到的荧光体包含氧原子O。
表1
向所得到的荧光体照射紫外线(波长为365nm)，结果对实施例1～16的任一荧光体均目测观察到蓝色的荧光。
就所得到的荧光体对发光峰值波长和相对内量子效率进行了测定。此处，发光峰值波长是指以350nm的光激发了荧光体时的发射光谱的峰值波长。另外，相对内量子效率是指在以350nm的光激发了荧光体时的以％表示80℃的荧光体的内量子效率IQE80相对于30℃的荧光体的内量子效率IQE30的比例而得到的值。具体来说，是通过(IQE80/IQE30)×100得到的数值(％)。表2中示出发光峰值波长与相对内量子效率的测定结果。
表2
就所得到的荧光体对折射率进行了测定。使用株式会社爱宕制造的阿贝折射仪NAR-2T和奥林巴斯株式会社制造的偏光显微镜BH-2，并以贝克线法(依照JIS K7142B法)对折射率进行了测定。测定条件如下。
浸液：碳酸亚丙酯(nD 23 1.420)
苯二甲酸丁酯(nD 23 1.491)
温度：23℃
光源：Na(D线/589nm)
表2示出折射率的测定结果。如表2所示，实施例15的荧光体(Ba2Ca0.91Eu0.09Mg4F14)的折射率为1.45，而实施例16的荧光体(Ba2Ca0.91Eu0.09Mg4F13O)的折射率为1.46。由此可知，包含氧的组成的实施例16的荧光体显示出比不含氧的组成的实施例15的荧光体更高的折射率。
另外，对实施例2的化合物的激发特性和发光特性进行了测定。使用分光荧光光度计(FP-6500(产品名：日本分光株式会社制造)对激发光谱和发射光谱进行测定，由此来评价。测定发射光谱时的激发波长为350nm，测定激发光谱时的监控波长为发光峰值波长(458nm)。
图8示出测定结果。图8中，E表示激发光谱，L表示发射光谱。由图8可知：实施例2的化合物吸收300nm以上且小于400nm的紫外光，显示在458nm具有峰的发光。
[比较例1]
与实施例的化合物同样地，使用固相反应来进行了合成。首先，按照表1所示的比例称量各原料。接着，用磁性研钵和磁性研杵对原料进行充分的干式混合，制成烧成原料。之后，将烧成原料移至氧化铝坩埚，用管式气氛炉以1200℃的温度在还原气氛中(96％氮、4％氢混合气体气氛中)烧成2小时。使用氧化铝研钵和氧化铝研杵对烧成物进行破碎处理，由此得到了荧光体。
向所得到的荧光体照射紫外线(波长为365nm)，结果目测观察到蓝紫色的荧光。
就所得到的荧光体与实施例1同样地对发光峰值波长、相对内量子效率和折射率进行了测定。表2示出这些测定结果。
由实施例1～16和比较例1的结果可知：实施例1～16的化合物均在400nm以上的可见光区域显示发光。另外，可知：实施例1～16的相对内量子效率全为95％以上，与相对内量子效率为80％的比较例1相比，温度猝灭特性好。此外，可知：实施例2和比较例1的折射率均在1.41以上且小于1.57的范围内，为与常规的封装材料的折射率接近的值。
[实施例17]
使用实施例2的荧光体和封装材料，制作了波长转换部件。首先，按照达到表3所示的配合量的方式称量实施例2的荧光体和三井杜邦株式会社制造的EVA(Evaflex EV450)。接着，使用东洋精机株式会社制造的炼塑机(plastomill)，并以温度为150℃、转速为30rpm、30分钟对荧光体和作为封装材料的EVA进行熔融混炼，得到了实施例2的氟化物荧光体与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物。此外，对所得到的混合物用加热压制机以加热温度为150℃、压制压力为1.5MPa进行加热压制，由此得到了厚度为0.6mm的片状波长转换部件。
就所得到的波长转换部件对透射率进行了测定。透射率是使用株式会社岛津制作所制造的紫外可见近红外分光光度计UV-2600来进行测定的。测定条件如下。
测定范围：300～800nm
扫描速率：600nm/分钟
采样间隔：1nm
狭缝宽度：2nm
光源切换波长：340nm
光源(300～340nm)：氘灯
光源(340～800nm)：卤钨灯
表3示出590nm的光的透射率的测定结果。
表3
[比较例2]
除了使用了BaMgAl10O17：Eu2+(BAM荧光体，折射率为1.77)代替实施例2的荧光体以外，与实施例17同样地制作出波长转换部件。就所得到的波长转换部件与实施例17同样地对透射率进行了测定。表3示出透射率的测定结果。
由实施例17和比较例2的结果可知：实施例17的波长转换部件是透射率为81％这样的高值。另一方面，可知比较例2的波长转换部件是透射率为42％这样的低值。这推测是由于下述原因产生的结果：实施例2的化合物的折射率为1.45，与EVA的折射率(1.48)接近，而比较例2的BAM荧光体的折射率为1.77，与EVA的折射率大为不同。具体来说，可以认为：比较例2的BAM荧光体与作为封装材料的EVA的折射率差大，因此击中荧光体颗粒的光发生散射，透射率降低。另一方面，可以认为：实施例2的荧光体与作为封装材料的EVA的折射率差小，因此光的散射受到抑制，显示出高透射率。
将日本特愿2015-022868号(申请日：2015年2月9日)和日本特愿2015-211665号(申请日：2015年10月28日)的全部内容援引于此。
以上，按照实施例对本实施方式的内容进行了说明，但本实施方式不限于这些记载，能够进行各种变形和改良对于本领域技术人员来说是显而易见的。
产业上的可利用性
本发明的荧光体能够在常温以上将紫外光转换成可见光或红外光，并且与波长转换部件的封装材料的折射率差小，发光特性就算与水分接触也不发生变化，可靠性高。
本发明的波长转换部件能够在常温以上将紫外光转换成可见光或红外光，荧光体与封装材料的折射率差小，发光特性就算与水分接触也不发生变化，可靠性高。
本发明的光伏器件能够在常温以上将紫外光转换成可见光或红外光，波长转换部件中的荧光体与封装材料的折射率差小，发光特性就算与水分接触也不发生变化，可靠性高。另外，本发明的光伏器件由于波长转换部件中的上述可见光和红外光的透射率高，因此光电转换效率高。
符号说明
1、1A 太阳能电池模块(光伏器件)
20、20A 波长转换部件
21 封装材料
25 荧光体
27 散射材料
Claims (15)
1.一种荧光体，其特征在于，其具有包含碱土金属元素和稀土元素中的至少一者并且不包含碱金属元素的母体晶体的一部分被Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构，
室温下测得的发射光谱在波长为440nm以上且小于1200nm的范围内具有来自Ce3+和Eu2+中的至少一者的发光峰，
该发光峰示出所述发射光谱的强度最大值，
所述荧光体的折射率为1.41以上且小于1.57。
2.根据权利要求1所述的荧光体，其特征在于，所述荧光体的激发光谱在波长为300nm以上且小于400nm的范围内具有由Ce3+和Eu2+中的至少一者引起的光吸收。
3.根据权利要求2所述的荧光体，其特征在于，所述激发光谱是基于Eu2+的电子能级跃迁的光谱。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的荧光体，其特征在于，其包含碱土金属元素。
5.根据权利要求4所述的荧光体，其特征在于，其为包含碱土金属元素和镁的氟化物。
6.根据权利要求5所述的荧光体，其特征在于，所述氟化物具有构成具有由下述式(1)表示的组成的母体晶体的原子的一部分被Ce3+和Eu2+中的至少一者置换而成的晶体结构，
M3Mg4F14 (1)
式中，M为选自Ca、Sr和Ba中的一种以上的碱土金属元素。
7.根据权利要求6所述的荧光体，其特征在于，所述氟化物的母体晶体具有上述式(1)中的F的一部分被O置换而成的组成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的荧光体，其特征在于，其还包含Mn2+。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的荧光体，其特征在于，所述氟化物的10％直径D10为15μm以上，中值粒径小于1000μm。
10.一种波长转换部件，其特征在于，其包含权利要求1～9中任一项所述的荧光体。
11.根据权利要求10所述的波长转换部件，其特征在于，其还包含散射材料，该散射材料与散射所述荧光体的发光波长的光相比更散射所述荧光体的激发波长的光。
12.根据权利要求10或11所述的波长转换部件，其特征在于，所述散射材料散射波长为400nm以下的光。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的波长转换部件，其特征在于，所述散射材料为粒状，50％直径D50小于400nm。
14.一种光伏器件，其特征在于，其包含权利要求1～9中任一项所述的荧光体。
15.一种光伏器件，其特征在于，其包含权利要求10～13中任一项所述的波长转换部件。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015022868 | 2015-02-09 | ||
| JP2015-022868 | 2015-02-09 | ||
| JP2015211665 | 2015-10-28 | ||
| JP2015-211665 | 2015-10-28 | ||
| PCT/JP2016/000557 WO2016129252A1 (ja) | 2015-02-09 | 2016-02-03 | 蛍光体、波長変換部材及び光起電力デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107207961A true CN107207961A (zh) | 2017-09-26 |
Family
ID=56614635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680008185.8A Pending CN107207961A (zh) | 2015-02-09 | 2016-02-03 | 荧光体、波长转换部件以及光伏器件 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20180016496A1 (zh) |
| EP (1) | EP3257914A4 (zh) |
| JP (1) | JPWO2016129252A1 (zh) |
| CN (1) | CN107207961A (zh) |
| WO (1) | WO2016129252A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108963000A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-07 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 一种光伏板 |
| CN111312828A (zh) * | 2018-12-11 | 2020-06-19 | 东泰高科装备科技有限公司 | 一种太阳能电池单元、太阳能电池以及制造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102449707B1 (ko) * | 2020-03-24 | 2022-09-30 | 한국과학기술연구원 | 마이크로 태양전지 어레이 및 광변환부재 기반 투명 태양광 윈도우 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201404868A (zh) * | 2012-07-30 | 2014-02-01 | Sumitomo Metal Mining Co | 鹼土類金屬矽酸鹽螢光體及其製造方法 |
| JP2014099651A (ja) * | 2007-06-22 | 2014-05-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体発光デバイス用部材形成液、半導体発光デバイス用部材、航空宇宙産業用部材、半導体発光デバイス、及び蛍光体組成物 |
| CN103959490A (zh) * | 2011-10-13 | 2014-07-30 | 英特曼帝克司公司 | 用于固态发光装置及灯的光致发光波长转换组件 |
| CN104284907A (zh) * | 2012-03-21 | 2015-01-14 | 日立化成株式会社 | 含无机荧光体的聚合物粒子、含无机荧光体的聚合物粒子的制造方法、以及太阳能电池组件 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4112328A (en) * | 1975-09-22 | 1978-09-05 | Gte Sylvania Incorporated | Barium magnesium fluoride phosphors and lamps and X-ray screens embodying same |
| ATE213871T1 (de) * | 1997-09-29 | 2002-03-15 | Univ Geneve | Elektrische entladungslampe |
| JP2006303033A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 太陽電池モジュール |
| JP2010034502A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-02-12 | Hitachi Chem Co Ltd | 波長変換フィルム、これを用いた太陽電池モジュール及びこれらの製造方法 |
| JP2011210891A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Hitachi Chem Co Ltd | 波長変換型太陽電池封止シート、及び太陽電池モジュール |
| WO2012082118A1 (en) * | 2010-12-15 | 2012-06-21 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Ir-activated photoelectric systems |
| JP2013087243A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Hitachi Chemical Co Ltd | 球状蛍光体、波長変換型太陽電池封止材、太陽電池モジュール及びこれらの製造方法 |
-
2016
- 2016-02-03 EP EP16748899.8A patent/EP3257914A4/en not_active Withdrawn
- 2016-02-03 CN CN201680008185.8A patent/CN107207961A/zh active Pending
- 2016-02-03 WO PCT/JP2016/000557 patent/WO2016129252A1/ja active Application Filing
- 2016-02-03 JP JP2016574658A patent/JPWO2016129252A1/ja active Pending
- 2016-02-03 US US15/547,352 patent/US20180016496A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014099651A (ja) * | 2007-06-22 | 2014-05-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体発光デバイス用部材形成液、半導体発光デバイス用部材、航空宇宙産業用部材、半導体発光デバイス、及び蛍光体組成物 |
| CN103959490A (zh) * | 2011-10-13 | 2014-07-30 | 英特曼帝克司公司 | 用于固态发光装置及灯的光致发光波长转换组件 |
| CN104284907A (zh) * | 2012-03-21 | 2015-01-14 | 日立化成株式会社 | 含无机荧光体的聚合物粒子、含无机荧光体的聚合物粒子的制造方法、以及太阳能电池组件 |
| TW201404868A (zh) * | 2012-07-30 | 2014-02-01 | Sumitomo Metal Mining Co | 鹼土類金屬矽酸鹽螢光體及其製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| F. KUBEL等: "Ba2.2Ca0.8Mg4F14, a new "solid solution stabilized" matrix for an intense blue phosphor", 《CRYST.RES.TECHNOL》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108963000A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-07 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 一种光伏板 |
| CN111312828A (zh) * | 2018-12-11 | 2020-06-19 | 东泰高科装备科技有限公司 | 一种太阳能电池单元、太阳能电池以及制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3257914A1 (en) | 2017-12-20 |
| WO2016129252A1 (ja) | 2016-08-18 |
| EP3257914A4 (en) | 2018-02-07 |
| US20180016496A1 (en) | 2018-01-18 |
| JPWO2016129252A1 (ja) | 2017-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hossain et al. | A review on optical applications, prospects, and challenges of rare-earth oxides | |
| Xiang et al. | Synthesis of broadband NIR garnet phosphor Ca 4 ZrGe 3 O 12: Cr 3+, Yb 3+ for NIR pc-LED applications | |
| JP5944508B2 (ja) | オプトエレクトロニクス部品 | |
| US9394478B2 (en) | Phosphor, LED light-emission element, and light source device | |
| CN102596841B (zh) | 发光玻璃、包括其的发光装置及发光玻璃制造方法 | |
| TWI552369B (zh) | 用以改良太陽能電池效能或其它能量轉換之上、下轉換系統 | |
| US20120266942A1 (en) | Seal sheet and solar cell module | |
| CN101307229B (zh) | 荧光体 | |
| Chen et al. | Highly efficient Na5Gd9F32: Tb3+ glass ceramic as nanocomposite scintillator for X-ray imaging | |
| US20130340808A1 (en) | Wavelength conversion type sealing material sheet and solar battery module | |
| CN107207961A (zh) | 荧光体、波长转换部件以及光伏器件 | |
| WO2017029797A1 (ja) | 波長変換フィルタ及びその製造方法並びに太陽電池モジュール | |
| Li et al. | Prediction on Mn4+‐doped germanate red phosphor by crystal field calculation on basis of exchange charge model: a case study on K2Ge4O9: Mn4+ | |
| US10669476B2 (en) | Potassium fluoromanganate for use as raw material of manganese-activated complex fluoride phosphor and manganese-activated complex fluoride phosphor production method using same | |
| EP2687575B1 (en) | Phosphor based on caxsryeuzsi2n2o2 and light emitting device comprising the same | |
| Shi et al. | Blue-light-excitable pure and efficient short-wave infrared luminescence via Cr 3+→ Yb 3+ energy transfer in a KYbP 2 O 7: Cr 3+ phosphor | |
| EP3260895A1 (en) | Wavelength conversion member and photovoltaic device using same | |
| Diana et al. | Unveiling the luminescence of α-Zn2SiO4 phosphor: Profound influence of sintering temperatures | |
| KR20210130411A (ko) | 하향변환 나노형광체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 발광형 태양광 집광 장치 | |
| Fei et al. | Crystal structure, Bi 3+ yellow luminescence, and high quantum efficiency of Ba 3 SbAl 3 Ge 2 O 14: Bi 3+ phosphor for white light-emitting diodes | |
| JP2018180159A (ja) | 波長変換フィルタ及び太陽電池モジュール | |
| Sivakumar et al. | Predominance of Yb3+ and Ce3+ on the AlTaBaBO: Yb and BaTiSbBPO: ce glasses for effective photoluminescence and radiation shielding properties towards w-LED and γ-ray shielding applications | |
| Park et al. | Improving of the luminous efficacy of the YAG: Ce phosphor in glass by doping with the transition metals into the glass frits | |
| Zampiva et al. | Energy conversion dynamics of novel lanthanide-doped forsterite photoactive devices | |
| Peng et al. | Bismuth-Doped Photonic Materials: Are They Promising Phosphors for WLEDs? |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170926 |