CN109891603A - 发光太阳能集中器 - Google Patents
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Abstract
发光太阳能集中器(LSC)包括至少一种溶液，该溶液包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇。所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏装置(或太阳能装置)诸如例如，光伏电池(或太阳能电池)、光电解电池。此外，所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏窗。
Description
概述
本发明涉及发光太阳能集中器(luminescent solar concentrator)。
更特别地，本发明涉及包括至少一种包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液的发光太阳能集中器(LSC)。
所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏装置(或太阳能装置)诸如例如，光伏电池(或太阳能电池)、光电解电池。此外，所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏窗。
因此，本发明还涉及包括至少一个光伏电池(或太阳能电池)和至少一个发光太阳能集中器(LSC)的光伏装置(或太阳能装置)，所述发光太阳能集中器(LSC)包括至少一种包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液。
本发明还涉及包括至少一个光伏电池(或太阳能电池)和至少一个发光太阳能集中器(LSC)的光伏窗，所述发光太阳能集中器(LSC)包括至少一种包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液。
在现有技术状态中，开发利用太阳辐射能的主要限制中的一种通过最佳地仅吸收具有在窄光谱范围内的波长的辐射的光伏装置(或太阳能装置)的能力表现。
例如，对于从约300nm波长延伸至约2500nm波长的太阳辐射的光谱范围，例如，基于晶体硅的光伏电池(或太阳能电池)在900nm至1100nm的范围内具有最佳的吸收区域(有效光谱)，而如果暴露于小于约500nm的波长辐射，由于低于此限度变得显著的诱发的光降解现象，聚合物光伏电池(或太阳能电池)可能受损。通常，现有技术状态中光伏装置(或太阳能装置)的效率在从570nm至680nm(黄色-橙色)的光谱区域内是最大的。
上文提及的缺点包括光伏装置(或太阳能装置)的受限的外量子效率(EQE)，所述外量子效率定义为太阳能装置的半导体材料中产生的电子-空穴对的数目与入射在太阳能装置上的光子的数目之间的比率。
已经开发了改进光伏装置(或太阳能装置)的外量子效率(EQE)的装置，即发光太阳能集中器(LSC)，介入光源(太阳)和光伏装置(或太阳能装置)之间的发光太阳能集中器，选择性地吸收入射辐射，所述入射辐射具有光伏装置(或太阳能装置)的有效光谱外的波长，发射以光子的形式吸收的能量，所述光子具有在有效光谱内的波长。当由发光太阳能集中器(LSC)发射的光子的能量高于入射光子的能量时，包括太阳能辐射的吸收和随后的具有较低波长的光子的发射的光致发光过程还被称作“上转换”过程。相反地，当由发光太阳能集中器(LSC)发射的光子的能量低于入射光子的能量时，光致发光过程被称作“下移”过程。
典型地，现有技术状态中已知的发光太阳能集中器(LSC)处于固态并且包括由同样对感兴趣的辐射透明的材料制成的支架(support)(例如，透明玻璃或透明聚合物材料)，该材料包括由有机化合物或金属络合物组成的光致发光化合物。特别地，支架对具有在光伏装置(或太阳能装置)的有效光谱内的频率的辐射透明。
所述光致发光化合物可以以薄膜的形式沉积在玻璃支架上，或如在聚合物材料的情况下，它们可以分散在聚合物基体内。可选择地，聚合物基体可以直接地用光致发光发色团官能化。
理想地，为了用于发光太阳能集中器(LSC)，光致发光化合物必须具有以下特性：
-高发光量子效率(Φ)[(Φ)根据下文报告的等式(1)被定义为由发光分子每时间单位发射的光子的数目和吸收的光子的数目之间的比率，并且具有等于1的最大值]：
(Φ)＝发射的光子的数目/吸收的光子的数目(1)；
-宽吸收带；
-高摩尔消光系数(ε)；
-在光谱区域中的发射带，其中光伏装置(或太阳能装置)是最有效的；
-很好地分离的吸收带和发射带，例如，由于定义为吸收带最大值的光谱位置和发射带最大值的光谱位置之间的差值的通常以频率单位(cm-1)测量的高斯托克斯位移可获得，以便避免或最小化自吸收现象。
还已知处于液态的发光太阳能集中器(LSC)。典型地，处于液态的所述发光太阳能集中器(LSC)由具有同样对感兴趣的辐射透明的壁的容器(例如，透明玻璃或透明聚合材料)构成，该容器填充有溶液，该溶液通常包含有机溶剂诸如例如甲苯、甲醇、乙醇、氯仿、二氯苯以及由有机化合物或金属络合物组成的光致发光化合物。
特别地，所述壁对具有在光伏装置(或太阳能装置)的有效光谱内的频率的辐射是透明的。
例如，在Sholin Y.等人公布在“Journal of Applied Physics”(2007)，第101卷，123114-1页-123114-9页的文章中已经描述了处于液态的发光太阳能集中器(LSC)。特别地，在所述文章中，比较了包含半导体聚合物(例如，MDMO-PPV、MEH-DOOPPV、红聚芴)或“量子点”(例如，CdSe/ZnS,CdHgTe)的发光太阳能集中器(LSC)的性能与选作参考的包含光致发光染料即罗丹明B的发光太阳能集中器(LSC)的性能。为了这个目的，上述半导体聚合物溶解于氯苯中，上述“量子点”分散于甲苯中，而所述罗丹明B溶解于由碳酸丙烯酯和乙二醇组成的混合物中。使用通过以下构造的“液体装置”来测量所述溶液的光学效率：“弯曲”玻璃棒以形成矩形框架并且将它胶合在两个显微镜载片之间，获得具有2.5cm×7.5cm×0.5cm尺寸的“玻璃盒”以及通过后来被密封的小开口将待分析的化合物的溶液引入所述“玻璃盒”中。获得的数据示出，半导体聚合物(例如，MDMO-PPV、MEH-DOOPPV、红聚芴)在发射带和吸收带之间呈现出减少的重叠并且因此具有减少的自吸收；此外，可以控制它们的吸收并且它们的寿命在激发状态更长。代替地，关于“量子点”，论证的是，市售的量子点因为它们具有高自吸收并且它们的量子产率(quantum yield)低而不能有用地用作用于发光太阳能集中器(LSC)的光致发光化合物。在所述文章中，因此论证的是，上述半导体聚合物可以有利地用于发光太阳能集中器(LSC)中。
在Kennedy M.等人公布在“Proceedings of the23rd European PhotovoltaicSolar Energy Conference and Exhibition”，第390-393页，2008年9月1-5日，Valencia，Spain的文章中还描述了处于液态的发光太阳能集中器(LSC)。在所述文章中，相对于包含单一染料的发光太阳能集中器(LSC)，研究了包含处于合适浓度的不同染料以便增大太阳光谱的吸收的发光太阳能集中器(LSC)。然而，不同染料的使用可以导致缺点诸如例如，由于自吸收效应的效率的损失。因此，为了优化用于构造包含不同染料的发光太阳能集中器(LSC)的染料的类型和量，使用适当修改的蒙特卡洛模型(Montecarlo model)。然后使用处于液态的发光太阳能集中器(LSC)实验性地测试该模型的预测，因为不像处于固态的发光太阳能集中器，这些处于液态的发光太阳能集中器一般由“掺杂”有光致发光染料的透明聚合物组成，允许进行更简单和更准确的测量。为了所述目的，检查基于苝的染料和BASF的染料(例如，黄170、橙240、F红305)的在氯仿中以不同浓度的溶液。将由此制备的溶液引入发光太阳能集中器(LSC)中，所述发光太阳能集中器(LSC)由具有10cm×4cm×0.5cm的尺寸的石英比色皿和放置在比色皿的一侧上的具有2cm×0.3cm的尺寸的硅光伏电池构成。
从上文报告的内容，可以推论的是，文献已知的处于液态的发光太阳能集中器(LSC)具有小的尺寸和相对减小的体积的溶剂，适合用于实验室测量。因此，大规模制备适合用于例如光伏装置(或太阳能装置)或用于光伏窗的处于液态的发光太阳能集中器(LSC)将需要使用大量有毒的和/或易燃的和/或腐蚀性的溶剂，诸如例如甲苯、二氯苯、氯仿、甲醇，从而对环境和操作者的健康两者具有有害影响。
因此本申请人已经面临寻找能够克服上述缺点的处于液态的发光太阳能集中器(LSC)的问题。特别地，本申请人已经面临用无害溶剂即用无毒的、不易燃的和非腐蚀性的溶剂替换上述有毒的和/或易燃的和/或腐蚀性的溶剂的问题，无害溶剂因此对环境和操作者的健康两者均没有不利影响。应当注意的是，为了本发明的目的，术语“无害溶剂”意指根据第1272/2008号法规(NC)未被归类为危险的物质或物质的混合物。
本申请人现在已经发现，使用包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液获得处于液态的发光太阳能集中器(LSC)是可能的。所述溶液的使用允许避免使用有毒的和/或易燃的和/或腐蚀性的溶剂并且因此避免对环境和操作者的健康两者的有害影响，以及允许具有较低的处置成本。此外，所述溶液可以在寿命结束时被容易地替换而不必替换整个光伏装置(或太阳能装置)或光伏窗口，从而具有较低的维护成本。由此获得的发光太阳能集中器(LSC)能够保持或甚至改进光伏装置(或太阳能装置)诸如例如光伏电池(或太阳能电池)和光电解电池的性能。此外，所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏窗。
因此，本发明的目的是发光太阳能集中器(LSC)，发光太阳能集中器包括包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液。
为了本说明书的和以下权利要求的目的，数字区间的定义始终包括端点，除非有不同的说明。
为了本说明书的和以下权利要求的目的，术语“包含”还包括术语“其基本上由......组成”或“其由......组成”。
根据本发明的优选实施方案，该光致发光化合物可以以从1×10-4M至3×10-3M的范围内、优选地从0.5×10-3M至2×10-3M的范围内的摩尔浓度存在所述溶液中。
可用于本发明的目的的光致发光化合物可以选自在可见光中吸收并且在上述聚醚多元醇中可溶且稳定的光致发光化合物。可以有利地用于本发明的目的的光致发光化合物是例如BASF的以商业名已知的苝化合物；在例如通过引用并入本文的以本申请人的名义在国际专利申请WO 2011/048458中描述的并苯化合物；苯并噻二唑化合物；在例如通过引用并入此处的以本申请人的名义在意大利专利申请MI2014A001662中描述的二取代的苯并杂二唑化合物；在例如通过引用并入本文的以本申请人的名义在意大利专利申请MI2014001663中描述的二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物。
根据本发明的优选实施方案，所述光致发光化合物可以选自例如苝化合物、苯并噻二唑化合物、二取代的苯并杂二唑化合物、二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物或其混合物。
优选地，所述光致发光化合物可以选自例如BASF的F红305、4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)、5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)、5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,5-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(PPDTBOP)或其混合物。
根据本发明的优选实施方案，所述聚醚多元醇可以选自例如具有从150道尔顿至600道尔顿范围内、优选地从190道尔顿至400道尔顿范围内的数均分子量(Mn)的聚乙二醇或其混合物；具有从250道尔顿至4000道尔顿范围内、优选地从400道尔顿至2800道尔顿范围内的数均分子量(Mn)的聚丙二醇或其混合物；或它们的混合物。
应当注意的是，关于所使用的常见有机溶剂(例如甲苯)，所述聚乙二醇和所述聚丙二醇除了不是有害溶剂之外，还具有以下物理特性：低蒸气压(≤0.01mm/Hg，在20℃时)，并且因此非常低的挥发性；低冻结温度(≤-65℃)和高沸点(≥250℃)。所述物理特性允许还在临界温度条件使用包含它们的发光太阳能集中器(LSC)。
可以有利地用于本发明的目的并且目前是可商购的聚乙二醇和聚丙二醇的具体实例是：Sigma-Aldrich的具有200的数均分子量(Mn)的聚乙二醇(PEG 200)、具有400的数均分子量(Mn)的聚乙二醇(PEG 400)、具有425的数均分子量(Mn)的聚丙二醇(PPG 425)、具有2700的数均分子量(Mn)的聚丙二醇(PPG 2700)。在这方面，应当注意的是，为了本发明的目的，由Sigma-Aldrich关于PEG 200指示的平均分子量应被理解为数均分子量(Mn)。
为了实现较大的光稳定性和/或紫外线稳定性，上述溶液可以包含本领域已知的添加剂，诸如例如：光稳定剂，光稳定剂可以选自例如空间位阻的胺；UV吸收剂，其可以选自例如三嗪、苯并噁嗪酮类、苯并三唑类、二苯甲酮类、苯甲酸酯类、甲脒类、肉桂酸酯类或丙烯酸酯类、芳族丙二酮类、苯并咪唑类、脂环族酮类、包括草酰胺类的甲酰苯胺类、氰基丙烯酸酯类、苯并吡喃酮类、水杨酸酯类或其混合物。当存在时，相对于聚醚多元醇的重量，所述添加剂可以以从按重量计0.005％至按重量计3％的范围内、优选地从按重量计0.05％至按重量计1％的范围内的量存在溶液中。
上述溶液可以根据本领域中已知的工艺制备，例如通过在从15℃至70℃的范围内、优选地从20℃至60℃的范围内的温度操作，将至少一种光致发光化合物溶解在聚醚多元醇中，持续从5分钟至80分钟的范围内、优选地从10分钟至70分钟的范围内的时间。
根据本发明的优选实施方案，所述发光太阳能集中器(LSC)包括：
-以透明材料的用于液体的电解槽(cell)，所述电解槽具有四个侧面并且在四个侧面中的至少一个侧面上、优选地在相同侧面上设置有至少一个孔、优选地两个孔；
-至少一种溶液，所述溶液容纳在用于液体的所述电解槽内，包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇。
可用于本发明的目的的透明材料必须选自必须不溶于容纳在用于液体的所述电解槽中的溶液、必须不与所述溶液相互作用并且必须在发光太阳能集中器(LSC)的使用温度以及更一般地在其中其被使用的环境条件是稳定的透明材料。
根据本发明的优选实施方案，所述透明材料可以选自，例如：透明玻璃诸如例如，二氧化硅、石英、氧化铝、二氧化钛或其混合物。二氧化硅、石英是优选的。
所述溶液在上文被定义。
所述发光太阳能集中器(LSC)可以通过本领域已知的如例如在以下中描述的工艺制备：上文报告的Kennedy M.等人的文章，其公布在“Proceedings of the23rd EuropeanPhotovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition”，第390-393页，2008年9月1-5日，Valencia。
本发明的另外的目的是包括至少一个发光太阳能集中器(LSC)的光伏装置(或太阳能装置)，所述发光太阳能集中器(LSC)包括至少一种包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液。
根据另外的方面，本发明涉及光伏装置(或太阳能装置)，光伏装置包括放置在至少一个发光太阳能集中器(LSC)的边缘上的至少一个光伏电池(或太阳能电池)或至少一个光电解电池，所述发光太阳能集中器(LSC)包括：
-以透明材料的用于液体的电解槽，所述电解槽具有四个侧面并且在四个侧面中的至少一个侧面上、优选地在相同侧面上设置有至少一个孔、优选地两个孔；
-至少一种溶液，所述溶液容纳在用于液体的所述电解槽内，包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇。
所述透明材料和所述溶液在上文被定义。
本发明的另外的目的是包括至少一个发光太阳能集中器(LSC)的光伏窗，所述发光太阳能集中器(LSC)包括至少一种包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液。
根据另外的方面，本发明涉及光伏窗，光伏窗包括放置在至少一个发光太阳能集中器(LSC)的边缘上的至少一个光伏电池(或太阳能电池)或至少一个光电解电池，所述发光太阳能集中器(LSC)包括：
-以透明材料的用于液体的电解槽，所述电解槽具有四个侧面并且在四个侧面中的至少一个侧面上、优选地在相同侧面上设置有至少一个孔、优选地两个孔；
-至少一种溶液，所述溶液容纳在用于液体的所述电解槽内，包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇。
所述透明材料和所述溶液在上文被定义。
现在将参照下文报告的图1通过实施方案更详细地例证本发明。
图1表示本发明的发光太阳能集中器(LSC)(1)对象的正视图(1a)和本发明的光伏装置(或太阳能装置)(2)对象的侧视图(1b)。
参照图1中所示的正视图(1a)，发光太阳能集中器(LSC)(1)包括：以透明材料(例如石英)的用于液体的电解槽(2)；用两个塞子(3)封闭的在上部侧面上的两个孔(图1中未示出)；容纳在用于液体的该电解槽(2)内的包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液[例如溶解在具有不同数均分子量(Mn)的聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG)中的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)或5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)](4)。
参照图1中所示的侧视图(1b)，光伏装置(或太阳能装置)(5)包括：发光太阳能集中器，其包括以透明材料(例如，石英)的用于液体的电解槽(2)；在上部侧面上的两个孔(图1中未示出)，两个孔用两个塞子(3)[一个塞子在侧视图(1b)中是可见的]封闭；容纳在用于液体的该电解槽内的包含溶解在具有不同数均分子量(Mn)的聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG)中的至少一种光致发光化合物例如4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)或5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)的溶液(4)；放置在用于液体的所述电解槽(2)的侧面中的一个上的硅光伏电池(或太阳能电池)(6)[例如，光伏电池(或太阳能电池)]；连接至所述光伏电池(或太阳能电池)(6)的安培计(7)。
为了更好地理解和实施本发明，下文是本发明的一些说明性的和非限制性的实施例。
在下面的实施例中：
-根据通过引用并入本文的以本申请人名义的国际专利申请WO 2012/007834的实施例1中描述已经合成4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)；
-根据通过引用并入本文的以本申请人名义的意大利专利申请MI2014A001663的实施例7中描述已经合成5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)。
实施例1(比较)
光致发光化合物在甲苯中的溶液的制备
DTB/甲苯溶液(参考1)
将22mg的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)和72.9ml的甲苯(Aldrich)放入100ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在室温(25℃)持续约15分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(BTD)的浓度的黄色溶液。
(MPDTBOP)/甲苯溶液(参考2)
将10.4mg的5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)和15.1ml的甲苯(Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在室温(25℃)持续约15分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的(MPDTBOP)的浓度的黄色溶液。
F红305/甲苯溶液(参考3)
将6.6ml的在2×10-3M浓度的F红305/甲苯溶液(先前通过在搅拌下在室温(25℃)将50.3mg的F红305溶解在23.2ml的甲苯中持续约15分钟来制备)和6.6ml的甲苯(Aldrich)放入50ml烧瓶中，获得具有在溶液中等于1×10-3M的F红305的浓度的红色溶液。
实施例2(本发明)
光致发光化合物在聚乙二醇中的溶液的制备
DTB/PEG 200溶液(PEG8)
将8.9mg的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)和30.3ml的聚乙二醇(Mn＝200)(PEG 200)(Sigma-Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在室温(25℃)持续约20分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(BTD)的浓度的橙色溶液。
DTB/PEG 400溶液(PEG9)
将9.5mg的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)和31.6ml的聚乙二醇(Mn＝400)(PEG 400)(Sigma-Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在室温(25℃)持续约30分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(BTD)的浓度的橙色溶液。
(MPDTBOP)/PEG400溶液(PEG10)
将18.5mg的5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)和26.9ml聚乙二醇(Mn＝400)(PEG 400)(Sigma-Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在40℃持续约60分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的(MPDTBOP)的浓度的黄橙色溶液。
F红305/PEG400溶液(PEG11)
将29.5mg的F红305(BASF)和27.4ml的聚乙二醇(Mn＝400)(PEG 400)(Sigma-Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在40℃持续约60分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的F红305的浓度的红色溶液。
实施例3(本发明)
光致发光化合物在聚丙二醇中的溶液的制备
DTB/PPG425溶液(PPG3)
将11.1mg的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)和26.9ml的聚丙二醇(Mn＝425)(PPG 425)(Sigma-Aldrich)放入50ml的烧瓶中：将全部在搅拌下放在室温(25℃)持续约40分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(BTD)的浓度的黄色溶液。
(MPDTBOP)/PPG425溶液(PPG1)
将18.4mg的5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)和26.8ml聚丙二醇(Mn＝425)(PPG 425)(Sigma-Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在40℃持续约60分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的(MPDTBOP)的浓度的黄色溶液。
F红305/PPG425溶液(PPG2)
将27mg的F红305(BASF)和25ml的聚丙二醇(Mn＝425)(Sigma-Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在40℃持续约60分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的F红305的浓度的红色溶液。
(MPDTBOP)/PPG2700溶液(PPG4)
将19.8mg的5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)和28.6ml聚丙二醇(Mn＝2700)(PPG 2700)(Sigma-Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在40℃持续约60分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的(MPDTBOP)的浓度的黄色溶液。
F红305/PPG2700溶液(PPG5)
将27mg的F红305(BASF)和25.4ml的聚丙二醇(Mn＝2700)(Sigma-Aldrich)放入50ml烧瓶中：将全部在搅拌下放在40℃持续约60分钟，获得具有在溶液中等于1×10-3M的F红305的浓度的黄色溶液。
实施例4
功率测量(P最大)
如上文在实施例1(比较)中、实施例2(本发明)中和实施例3(本发明)中描述获得的一些溶液的功率测量通过使用填充有8.1ml的待被分析的溶液的具有10cm x10cmx0.6cm(光程：1mm)的尺寸的Hellma石英比色皿来进行。将连接到安培计的具有1.2cm2的面积的IXYS-XOD17光伏电池应用到一个比色皿边缘。
然后用光源照射比色皿的表面持续10秒，所述光源使用功率等于1太阳(1000W/m2)的带有550瓦特OF氙灯的型号SUN 2000的ABET太阳能模拟器。照射整个比色皿(10cmx10cm)进行第一测量并且测量通过照射的作用产生的电功率。
随后，用不透明涂层(掩膜)在距光伏电池被固定在其上的边缘渐增的距离处覆盖具有可变面积的比色皿的表面，进行功率测量(总共10次测量)。随后，在位于光伏电池被固定在其上的边缘的相对侧上的、1cm x10cm的被照射表面积上进行最后的测量。在可变屏蔽条件下的这些测量允许由于被量化并且然后除去的支架造成的任选的波导、边缘或多个扩散作用的贡献。
对于被照射的比色皿的每个部分，记录光强度曲线(以安培测量的)-产生的电流(以伏特测量的)(图2中所示的I/V曲线)，并且由此计算光伏电池的有效功率(图3中所示的曲线)：随后，每cm2的被照射表面的最大有效功率(P最大)被归一化。
表1示出了平均有效最大功率值(P最大平均值)，该值从每cm2的被照射表面被归一化的所有有效功率值(P最大)的平均值中获得，针对被照射的比色皿的每个部分进行计算，省略了相对于比色皿的分别包含具有光伏电池的边缘和相对的边缘的部分的第一测量和最后的测量。
表1
从表1中所示的数据推断出：
-在4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)和5,6-二苯氧基-4,7-双[5-(2,6-二甲基苯基)-2-噻吩基]苯并[c]1,2,5-噻二唑(MPDTBOP)的情况下，包括本发明的溶液对象(PEG8、PEG9、PEG10、PPG1和PPG3)的装置在平均有效最大功率(P最大平均值)方面呈现出与包括已知溶液(参考1和参考2)的装置的效率相当的效率；
-在F红305的情况下，包括本发明的溶液(PEG11)的装置在平均有效最大功率(P最大平均值)方面示出良好的但低于包括已知溶液(参考3)的装置的效率的效率；包括本发明的溶液对象(PPG2)的装置在平均有效最大功率(P最大平均值)方面呈现出与包括已知溶液(参考3)的装置的效率相当的效率。
实施例5
光稳定性的测量
PPG1溶液和PPG4溶液用它们中存在的相同溶剂稀释，以便获得等于1×10-5M的存在的光致发光化合物的浓度，获得以下PPG1a溶液和PPG4a溶液。
通过如下操作使上述溶液经受UV-可见光谱分析。将每种溶液倾倒入具有螺丝帽的约20ml的小瓶中直至体积的2/3，并且根据DIN EN ISO 4892-2:2013程序在AtlasXenoTest en装置中在连续光照下老化。在老化24小时之后，除去小瓶，并且使溶液经受UV-可见光谱分析，以便获得仍然存在的光致发光化合物的量。UV-可见光谱用双光束分光光度计和双Perkin Elmer Lambda 950单色仪记录。
在经受加速老化的溶液中，UV-可见吸收分光光度法允许通过测量以百分比计的相对吸光度(A％)来监测可见区域中的吸光度下降，所述以百分比计的相对吸光度被定义为(At)/(A0)，即在时间t的吸光度(At)和在时间0的吸光度(A0)之间的比率。
表2示出在老化24小时之后的以百分比计的相对吸光度值(A％)[(At)/(A0)]。
表2
| 样品 | 光致发光化合物 | 溶剂 | (A％)[(At)/(A0)] |
| PPG1a | MPDTBOP | PPG425 | 82 |
| PPG4a | MPDTBOP | PPG2700 | 100 |
从表2中所示的数据推断出，本发明的溶液对象(PPG1a和PPG3a)具有良好的稳定性。
Claims (8)
1.发光太阳能集中器(LSC)，包括至少一种溶液，所述溶液包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的发光太阳能集中器(LSC)，其中所述光致发光化合物以从1×10-4 M至3×10-3 M范围内、优选地从0.5×10-3 M至2×10-3 M范围内的摩尔浓度存在于所述溶液中。
3.根据权利要求1或2所述的发光太阳能集中器(LSC)，其中所述光致发光化合物选自苝化合物、苯并噻二唑化合物、二取代的苯并杂二唑化合物、二取代的二芳氧基苯并杂二唑化合物或其混合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的发光太阳能集中器(LSC)，其中所述聚醚多元醇选自具有从150道尔顿至600道尔顿范围内、优选地从190道尔顿至400道尔顿范围内的数均分子量(Mn)的聚乙二醇或其混合物；具有从250道尔顿至4000道尔顿范围内、优选地从400道尔顿至2800道尔顿范围内的数均分子量(Mn)的聚丙二醇或其混合物；或它们的混合物。
5.发光太阳能集中器(LSC)，包括：
-透明材料的用于液体的电解槽，所述电解槽具有四个侧面并且在所述四个侧面中的至少一个侧面上、优选地在相同侧面上设置有至少一个孔、优选地两个孔；
-至少一种溶液，所述溶液容纳在用于液体的所述电解槽内，包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇，所述溶液在权利要求2至4中任一项中定义。
6.根据权利要求5所述的发光太阳能集中器(LSC)，其中所述透明材料选自：透明玻璃诸如二氧化硅、石英、氧化铝、二氧化钛或其混合物。
7.光伏装置(或太阳能装置)，包括放置在至少一个根据前述权利要求中任一项所述的发光太阳能集中器(LSC)的边缘上的至少一个光伏电池(或太阳能电池)或至少一个光电解电池。
8.光伏窗，包括放置在至少一个根据前述权利要求中任一项所述的发光太阳能集中器(LSC)的边缘上的至少一个光伏电池(或太阳能电池)或至少一个光电解电池。
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