EP1927141A2 - Fluorescent solar conversion cells based on fluorescent terylene dyes - Google Patents

Fluorescent solar conversion cells based on fluorescent terylene dyes

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Publication number
EP1927141A2
EP1927141A2 EP06793240A EP06793240A EP1927141A2 EP 1927141 A2 EP1927141 A2 EP 1927141A2 EP 06793240 A EP06793240 A EP 06793240A EP 06793240 A EP06793240 A EP 06793240A EP 1927141 A2 EP1927141 A2 EP 1927141A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radicals
radical
alkyl
interrupted
polysubstituted
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06793240A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Hammermann
Martin KÖNEMANN
Alfred Rennig
Axel Grimm
Arno BÖHM
Peter Erk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B5/00Dyes with an anthracene nucleus condensed with one or more heterocyclic rings with or without carbocyclic rings
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/055Optical 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
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    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to fluorescence conversion solar cells based on one or more plates of polymer doped with at least one fluorescent dye and / or glass plates coated with the doped polymer and photovoltaic cells attached to the edges of the plates containing one or more fluorescent dyes based on terrylenecarboxylic acid derivatives or a combination thereof - Contain fluorescent dyes with other fluorescent dyes.
  • photovoltaic cells can only partially convert radiated sunlight into electrical energy; a large part of the energy is lost in the form of heat.
  • Silicon solar cell absorbs all photons that have an energy above the band edge of 1.1 eV of crystalline silicon, i. a wavelength of ⁇ 1300 nm. The excess energy of the absorbed photons is converted into heat and leads to a heating of the photovoltaic cell. As a result, their efficiency is lowered.
  • fluorescence conversion cells were already described in the 1970s, which represent a combination of photovoltaic cells with fluorescent light collection systems (solar collectors) and enable better use of the energy of sunlight.
  • the solar collectors convert the absorbed sunlight into longer-wave, but still energetically above the silicon band edge lying light and thus reduce the heating of the photovoltaic cell.
  • cascades By using a plurality of fluorescent substances which absorb or emit at different wavelengths (so-called cascades), the irradiated sunlight can be converted particularly effectively into light for the photovoltaic cell of suitable energy.
  • the area to be occupied by photovoltaic cells is reduced by the use of fluorescent solar collectors.
  • the light in the fluorescence-containing or coated with this plate is passed by total reflection to the non-mirrored edge and concentrated there, and only this edge must be covered with photovoltaic cells.
  • the costs of the overall structure can be significantly reduced.
  • fluorescence conversion solar cells based on several doped with fluorescent metal ions such as U ⁇ 2 2+ , Eu 3+ , Cr 3+ , Yb 3+ and Nd 3+ and with Fluorescent dyes (Violanthrone, Rhodamine 6G) described in PMMA matrix coated glass plates.
  • fluorescent metal ions such as U ⁇ 2 2+ , Eu 3+ , Cr 3+ , Yb 3+ and Nd 3+
  • Fluorescent dyes Violanthrone, Rhodamine 6G
  • alkoxylated violanthrones and isoviolanthrones as fluorescent dyes for solar collectors is also known from EP-A-073 007.
  • EP-A-041 274 describes the use of vat dyes, i.a. also of perylene tetracarboxylic diimides, in fluorescence conversion solar cells.
  • perylene-based fluorescent dyes are of particular interest for use in fluorescence conversion solar cells.
  • N, N'-bis (2,5-di-tert-butylphenyl) perylenetetracarboxylic acid diimide is used for this purpose.
  • WO-A-97/08756 describes solar collectors based on polycarbonate plates which contain perylene-based fluorescent dyes (N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) perylenetetracarboxylic diimide and perylene-3,9- or 3,10-dicarboxylic acid diisobutyl ester) in combination with sterically hindered amines as stabilizers.
  • perylene-based fluorescent dyes N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) perylenetetracarboxylic diimide and perylene-3,9- or 3,10-dicarboxylic acid diisobutyl ester
  • the object of the invention was therefore to remedy these deficiencies and to provide fluorescence conversion solar cells which can be advantageously used to convert sunlight into electrical energy.
  • fluorescence conversion solar cells were found based on one or more plates of at least one fluorescent dye-doped polymer and / or with the doped polymer coated glass plates and attached to the edges of the plates photovoltaic cells containing one or more fluorescent dyes based on Terrylencarbonklaivaten or a combination of these fluorescent dyes contain further fluorescent dyes.
  • the fluorescence conversion solar cells according to the invention preferably contain at least one NIR-emitting fluorescent dye based on terrylenecarboxylic acid derivatives in combination with at least one at a shorter wavelength absorbing and emitting fluorescent dye.
  • the emission maximum of the shorter-wavelength absorbing dye and the absorption maximum of the next-following dye are largely the same (dye cascade).
  • the fluorescent dye based on terrylene is a multiple chromophore, ie a dye which combines the building blocks of different chromophores in one molecule, the bathochromic shift of the emitted light in the dye molecule takes place, a physical mixture of different dyes can be at least partially omitted.
  • the fluorescence conversion solar cell according to the invention can be constructed from a polymer plate doped with the fluorescent dye (s) or a glass plate coated with the doped polymer or from a plurality of such plates or combinations of the polymer and glass plates.
  • the terrylene-based fluorescent dye is preferably used in a separative polymer plate or polymer coating.
  • Fig. 1 the schematic structure of a plate-stack type fluorescence conversion solar cell is shown.
  • Fig. 2 shows a polymer plate based fluorescence conversion solar cell.
  • the fluorescence conversion solar cell exemplified in FIG. 1 is composed of three polymer plates (F1 to F3) doped with different fluorescent dyes.
  • the uppermost plate (F1) is preferably doped with the shortest wavelength absorbing fluorescent dye at a high concentration
  • the middle plate (F2) contains a medium wavelength absorbing fluorescent dye
  • the lowermost plate (F3) is finally with the NIR emitting fluorescent dye doped.
  • One or more edges of the polymer plate stack are each covered with one or more photovoltaic cells (PVZ), the uncovered edges are mirrored (S).
  • PVZ photovoltaic cells
  • the photovoltaic cell PVZ can be constructed from conventional materials, for example crystalline, polycrystalline, amorphous or thin film SiIi cium, CIS (CuInSe 2 ), CdTe, GaAs, InP or GaInAsP.
  • the polymer plates may be optically coupled or interconnected via gas-filled (eg, air-filled) spaces.
  • gas-filled eg, air-filled
  • BPF bandpass filter layer
  • a UV-absorbing layer and / or a scratch-resistant coating can be applied to the upper side of the uppermost polymer plate (F1) for protection.
  • the transmitted light is scattered back into the fluorescence conversion solar cell via a diffuse (white) reflector (Diff) or a mirror.
  • Diff diffuse reflector
  • the fluorescence conversion solar cell shown in Fig. 2 is based on a polymer plate doped with a mixture of fluorescent dyes (FM).
  • the cell shown by way of example has a photovoltaic cell (PVZ) on both edges.
  • PVZ photovoltaic cell
  • the other structure is the same as the disk stack type fluorescence conversion solar cell.
  • the fluorescence conversion solar cells according to the invention preferably contain at least one fluorescent dye from the group of terrylenetetracarboxylic diimides, terrylenetetracarboxylic monoanhydride monoimides, terrylenetetracarboxylic dianhydrides, terrylenedicarboximides, terrylenedicarboxylic anhydrides, condensation products of terrylene tetra- and dicarboxylic acid anhydrides with aromatic diamines and multiple chromophore having terrylene units.
  • carboxylic acid anhydride is intended to include in each case also the acid present in free form or as a salt.
  • terrylene dyes Ia preferably have the general formula Ia
  • B a2 independently of B a1 with each other to form a six-membered ring connected to a radical of formula (a), (b) or (c) or both a radical -COOM;
  • R aryloxy, arylthio, hetaryloxy or hetarylthio, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon skeleton is represented by one or more groupings -O-, -S-, -NR 1 -, -N CR 1 - , -CO-, -SO- and / or -SO2- can be fused, wherein the entire ring system is mono- or polysubstituted by the radicals (i), (ii), (iv) and / or (v) may be substituted:
  • Ci-Ci 2 -alkoxy, Ci-C ⁇ -alkylthio, hydroxy, mercapto, halogen , Cyano, nitro and / or -COOR 1 may be substituted;
  • Aryl or hetaryl, to each of which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, whose carbon skeleton may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -CO- and / or -SO 2 - be annelated can, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by Ci-Ci 2 alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals may be substituted; Hal bromine or cyano;
  • E 1 2-phenylene, 1, 8 or 2,3-naphthylene or 2,3- or 3,4-pyridylene, each represented by Ci-Ci 2 alkyl, Ci-C ⁇ -alkoxy, hydroxy, nitro and / or halogen may be substituted;
  • M is hydrogen, alkali metal cation, [NH 4 J + or [NR 2 4 ] + ; n is 2 to 6 or also 0, if (1) the radicals B a1 and B a2 are each a radical of the formula (a) or (2) the radicals B a1 are a radical of the formula (a) and the radicals B a2 are both Is hydrogen or one of the two radicals B a2 is bromine and the other radical B a2 is hydrogen; z is 0 to 6, where n + z ⁇ 6 and z can only be different from 0 if the radicals B a1 and B a2 each represent a radical of the formula (a).
  • terrylene dyes Ia and their preparation are described in WO-A-03/104 232 and 02/66438, the unpublished WO-A-2006/058674 and the older German patent applications 10 2005 021 362.6, 10 2005 032 583.1 and 10 2005 037 1 15.9 described.
  • the terrylene dyes Ia can be unsubstituted in the case of Terrylentetracarbonklarediimide and Terrylendicarbonklaimide in Terrylengerüst (bay positions). Otherwise, they are substituted by 1 to 6 substituents, preferably in 1, 6,9,14-position by 4 substituents R or in the case of Terrylentetracarbonklarediimide also by HaI.
  • the brominated terrylene dyes Ia also serve as starting material for the terrylene dyes Ia substituted by the radicals R. Bromsoms can therefore also be due to incomplete replacement in the terrylene dyes Ia.
  • terrylene dyes Ia are substituted in the terrylene skeleton by the aryloxy, arylthio, hetaryloxy or hetarylthio radicals R, in particular phenoxy, thiophenoxy, pyridyloxy, pyrimidyloxy, pyridylthio or pyrimidylthio radicals R 1.
  • terrylene dyes Ia which are substituted by 4 radicals R.
  • Preferred radicals R are phenoxy and thiophenoxy radicals, which may each be monosubstituted or polysubstituted by identical or different radicals (i), (ii), (iii), (iv) and / or (v):
  • Ci-C 2 alkoxy, C -C alkylthio -Al 6, -C ⁇ CR 1, -CR 1 CR 1 2, hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 or -SO 3 R 2 .
  • the (thio) phenoxy radicals R can be unsubstituted or simply substituted in ortho, meta or preferably para position. They can also be substituted two-, three-, four- or five-fold, whereby all conceivable substitution patterns are possible.
  • radicals R are ortho, ortho'-disubstituted (thio) phenoxy radicals of the formula
  • the radicals R "in the two ortho positions may be the same or different, but they are preferably the same.
  • the (thio) phenoxy radicals R can also be substituted in one, two or all three other ring positions by identical or different radicals R '"which are different from hydrogen.
  • the (thio) phenoxy radicals R are substituted only in the ortho and ortho position or additionally in the para position.
  • Y is -O- or -S-, preferably -O-;
  • R isame or different radicals:
  • C 1 -C 18 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 - and / or -CO- and which is mono- or polysubstituted by C 1 -C 12 -alkoxy , Hydroxy and / or halogen may be substituted, wherein at most one of the alkyl radicals R "in 1-position may have a tertiary carbon atom;
  • C 1 -C 8 -cycloalkyl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl and / or C 1 -C 12 -alkoxy, where at most one of the radicals R "in the 1-position may have a tertiary carbon atom; iii) aryl or hetaryl which is in each case mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl,
  • Ci-Ci2-alkoxy, hydroxy and / or halogen can be substituted; (iv) a radical -U-aryl which may be monosubstituted or polysubstituted by the abovementioned radicals as substituents for the aryl radicals (iii), where U is a grouping -O-, -S- or -NR 1 - means; (v) Ci-Ci2-alkoxy, hydroxy, halogen or cyano;
  • R '" are identical or different radicals: hydrogen, one of the radicals (i), (ii), (iii), (iv) and (v) mentioned for R", where the alkyl radicals (i) and the cycloalkyl radicals (ii) are present in the 1-position can have a tertiary carbon atom;
  • R 1 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl.
  • the terrylene dyes Ia preferably contain at least one imide function, i.e., the terrylenetetracarboxylic diimides, terrylenetetracarboxylic monoanhydride monoimides, terrylenedicarboximides, and the simple imidate condensation products of terrylenetetracarboxylic dianhydrides with aromatic diamines are preferred.
  • the terrylene dyes Ia contain exclusively imide functions.
  • the terrylenetetracarboxylic diimides and terrylenedicarboximides are particularly preferred, with the terrylenetetracarboximides being most preferred.
  • C 4 -C 30 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O- and / or -CO- and which may be monosubstituted or polysubstituted may be substituted by: C 1 -C 6 -alkoxy, cyano and / or aryl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 18 -alkyl and / or C 1 -C 6 -alkoxy;
  • Cs-Cs-cycloalkyl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 12 -alkyl; Phenyl, naphthyl, pyridyl or pyrimidyl which may each be monosubstituted or polysubstituted by: C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, halogen, cyano, nitro, -CONR 2 R 3 ,
  • -SOaNR 2 R 3 and / or phenyl and / or Naphthylazo which may each be mono- or polysubstituted by Ci-Cio-alkyl, Ci-C ⁇ -alkoxy and / or cyano may be substituted.
  • R ' has the following meaning:
  • C 4 -C 30 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O- and / or -CO- and which may be monosubstituted or polysubstituted by: C 1 -C 6 -alkoxy, cyano and / or aryl, which is a - or may be substituted several times by C 1 -C 18 -alkyl and / or C 1 -C 6 -alkoxy; Cs-Cs-cycloalkyl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl; Phenyl, naphthyl, pyridyl or pyrimidyl, which is mono- or each may be substituted several times by: Ci-Cis-alkyl, Ci-C 6 alkoxy, halogen, cyano, nitro, -CONR 2 R 3, -S ⁇ 2NR 2 R 3 and or phenyl and / or naphthylazo,
  • R 2 and R 3 are independently of one another:
  • C 1 -C 6 -alkyl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkoxy, hydroxyl, halogen and / or cyano;
  • Aryl or hetaryl which may each be mono- or polysubstituted by Ci-C ⁇ -alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals may be substituted.
  • the radicals R ' preferably have 4 to 24 C atoms in order to ensure sufficient solubility and fluorescence.
  • Very particularly preferred radicals R ' are ortho.ortho'-dialkyl-substituted aryl radicals, especially those which are also part of the radical R, and linear alkyl chains which are bonded to the imide nitrogen atom via a middle carbon atom.
  • Selected examples of these radicals R ' are 2,6-dimethylphenyl, 2,6-diisopropylphenyl, 2,6-diisopropyl-4-butylphenyl, 5-undecyl, 7-tridecyl and 9-pentadecyl.
  • the fluorescence conversion solar cells according to the invention can also contain multiple chromophores with terrylene building blocks as the fluorescent dye.
  • the terrestrial chromophore preferably forms the central building block to which the further chromophores, preferably perylene and / or naphthalene chromophores, are bound.
  • the chromophores can also be arranged in reverse order.
  • the type of linkage determines the shape of the multiple chromophore molecule.
  • a central N, N'-bis (2,6-diisopropylphenoxy) terrylenetetracarboxylic acid diimide molecule with 4 or 8 N- (2,6-diisopropylphenyl) perylenedicarboximide units or with 4 N- (2,6-diisopropylphenyl) perylenedicarboximide units and 8 N- (2,6-diisopropylphenyl) naphthalenedicarboxylic imide units over (pentaphenyl) phenyl units are dendritic polychromophores (Angew. Chem. 1 14, 1980-1984 (2002)).
  • radical hydrogen and the other radical is a radical X;
  • R 1 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl, where R 1 may be the same or different if they occur more than once;
  • R 2 , R 3 are independently hydrogen
  • C 1 -C 6 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - and which is mono- or polysubstituted by Ci-Ci 2 - Alkoxy, C 1 -C 6 -alkylthio, hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro and / or -COOR 1 may be substituted;
  • Aryl or hetaryl, to each of which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, whose carbon skeleton may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -CO- and / or -SO 2 - be annelated can, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by Ci-Ci 2 alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals may be substituted;
  • X is a perylenedicarboximide radical of the formula
  • the perylene chromophores are bonded directly to the ring skeleton of the terrylene chromophore via the grouping -Y-Z-Y- and / or via the grouping -Z-Y- to the imide nitrogen atoms of the terrestrial chromophore.
  • the connecting bridge member Z in this case has at least one aromatic or heteroaromatic radical to which Y or the imide nitrogen atom is bonded.
  • Z is an arylene or hetarylene radical of the formulas
  • the carbon chain may be interrupted in each case one or more times by these groups and each one or more times by the above mentioned as substituents for the radicals R radicals (i), (ii ), (iii) and / or (v) may be substituted;
  • Arylene or hetarylene which may also be monosubstituted or polysubstituted by the radicals (i), (ii), (iii) and / or (v), where hydroxy and mercapto are excluded as radicals (v).
  • Particularly preferred bridge members Z are arylene radicals of the formulas
  • phenylene or naphthylene rings may be monosubstituted or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl and G is a chemical bond, methylene or isopropylene.
  • R "" is hydrogen, methyl, ethyl or phenyl.
  • Very particularly preferred bridge members Z are 1, 4-phenylene and 4,4'-di (2,2 ', 6,6'-tetramethyl) phenylene.
  • the terrylene dyes Ib may additionally be substituted by (Het) aryloxy and (Het) arylthio radicals R.
  • the advantage of the fluorescence conversion solar cells containing terrylene-based fluorescent dyes according to the invention lies in the fact that the irradiated sunlight can be converted into long-wave NIR radiation and radiation which is particularly well adapted to silicon photovoltaic cells.
  • the terrylene dyes Ia absorb at about 480 to 770 nm and emit at about 650 to 850 nm.
  • the absorption range at the short-wave end is extended to about 400 nm and clearly in the range from 400 to 600 nm compared to the terrylene dye - Ia strengthened.
  • a particularly efficient conversion of sunlight can be achieved when the terrylene dyes are combined in combination with shorter wavelength absorbing and emitting fluorescent dyes, especially in the form of a dye cascade.
  • Fluorescent dyes from the group of the perylenecarboxylic acid derivatives, naphthalenecarboxylic acid derivatives and (iso) violanthrone derivatives are particularly suitable for these dye combinations, wherein the combination with perylene-based fluorescent dyes is preferred.
  • fluorescent dyes based on perylenecarboxylic acid derivatives include perylenetetracarboximides, perylenetetracarboxylic monoanhydride monoimides, perylenetetracarboxylic dianhydrides, perylenedicarboximides, perylene-3,4-dicarboxylic anhydrides, perylenedicarboxylic esters, perylenedicarboxamides and multichromophores having perylene units and containing no terrylene building blocks.
  • suitable wherein the Perylenedicarboxylic acid esters are preferred, the perylenedicarboximides particularly preferred and the perylenetetracarboximides are very particularly preferred.
  • the perylenedicarboximides are derived from perylene-3,4-dicarboxylic acid and the perylenedicarboxylic acid esters and amides from the isomeric perylene-3,9- and 3,10-dicarboxylic acids.
  • the radicals R ' are particularly suitable as substituents on the imide nitrogen atom, as in the terrylene dyes. The same preferences apply.
  • the perylene dyes may be unsubstituted as the terrylene dyes Ia. Preferably, however, they are substituted by 1 to 5 (in the case of perylenetetracarboximides, especially 2 or 4) (Het) aryloxy or (het) arylthio radicals R.
  • perylene dyes may also be substituted by cyano groups. This substitution is of particular importance for perylenedicarboximides and perylenedicarboxylic acid esters.
  • the perylene-based multiple chromophores are preferably constructed analogously to the multichromophoric terrylene dyes Ib from a central perylene chromophore and naphthalimide chromophores bound thereto.
  • the naphthalene imidchromophores can be attached via the grouping -YZY- directly to the ring skeleton of the phraryl chromophore (2 to 4 naphthalimides) and / or via the grouping -ZY- to the imide nitrogen atoms of a central perylenetetracarboximide, to the amide stick atoms of a central perylenedicarboxamide or to the hydroxyl oxygen atoms of a central perylene-3,9 / 3,10-dicarboxylic acid (esterification).
  • the perylene chromophore can also be substituted by (Het) aryloxy or (Het) arylthio radicals R.
  • substitution by halogen or cyano in the 4,10 / 4,9 positions is also possible.
  • the perylene dyes are generally known or in the older German Patentanimidations 10 2005 032 583.1 (substitution with ortho.ortho'-disubstituted
  • the absorption extends into the range of about 300 nm.
  • Sunlight in the range of 360 to 770 nm can therefore be absorbed by the combination of terrylene and perylene dyes and converted into NIR radiation.
  • perylene dyes themselves are suitable for this combination, but also fluorescent dyes with related structures, in particular those based on violanthrones and isoviolanthrones, as described in EP-A-073 007.
  • alkoxylated violanthrones and isoviolanthrones such as 6,15-didodecyloxyisoviolanthrenone- (9,18) called.
  • fluorescent dyes based on naphthalenecarboxylic acid derivatives in combination with the terrylene dyes and, if desired, perylene dyes and / or (iso) violanthrones.
  • the naphthalene-based fluorescent dyes absorb in the UV range at wavelengths of about 300 to 420 nm and emit at about 380 to 520 nm. They not only cause the conversion of UV light into longer-wave light, but above all provide effective UV protection for the fluorescence Kon- version solar cells according to the invention.
  • naphthalimides 4,5-tetracarboxylic diimides and in particular the naphthalene-1, 8-dicarboxylic acid imides (referred to below as “naphthalimides” for short) are also preferred for the naphthalenecarboxylic acid derivatives.
  • naphthalimides in particular the naphthalene-1, 8: 4,5-tetracarboxylic diimides, may also be unsubstituted in the naphthalene skeleton.
  • wear especially the Naphthalenedicarbonklareimide but 1 or preferably 2 alkoxy, aryloxy or cyano groups as substituents.
  • the alkoxy groups have in particular 1 to 24 C atoms.
  • Preferred aryloxy groups are phenoxy radicals which may be unsubstituted or substituted.
  • naphthalimides examples include:
  • the concentration of the fluorescent dyes is preferably adjusted such that the extinction over the layer thickness of the polymer plate doped with the respective fluorescent dye is close to 1 over the widest possible spectral range, and is thus dependent on the dimensions of the polymer plates, which are about 5 to 100 cm, preferably 5 can be up to 30 cm, in length and width and about 1 to 20 mm, preferably 1 to 10 mm in thickness.
  • the dye concentration in the respective polymer plate is usually 10 to 20,000 ppm, preferably 50 to 1,000 ppm, and more preferably 100 to 500 ppm.
  • the concentration of the fluorescent dye in the polymer coating is typically about 10,000 ppm, and the thickness of the polymer coating is usually about 100 to 300 ⁇ m.
  • the polymer plates doped with the fluorescent dyes or the polymer coating containing the fluorescent dyes applied to the glass plates preferably consist of colorless transparent thermoplastic polymers.
  • thermoplastic polymers examples include acrylic resins, styrene polymers, polycarbonates, polyamides, polyesters, thermoplastic polyurethanes, Polyethersulfone ne, polysulfones, vinyl polymers or mixtures thereof, wherein the acrylic resins and the polycarbonates are particularly suitable.
  • Suitable acrylic resins include the polyalkyl and / or aryl esters of (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylamides and poly (meth) acrylonitrile.
  • Preferred acrylic resins are polyalkyl methacrylates, such as polymethyl methacrylate (PMMA) and polyethyl methacrylate (PEMA), also in impact-modified form, with PMMA and impact-modified PMMA (HI (High Impact) PMMA) are particularly preferred.
  • the PMMA contains a proportion of usually not more than 20 wt .-% of (meth) acrylate comonomers such as n-butyl (meth) acrylate or methyl acrylate.
  • HI-PMMA is impact-resistant with suitable additives.
  • Suitable impact modifiers are, for example, EPDM rubbers, polybutyl acrylates, polybutadiene, polysiloxanes or methacrylate / butadiene / styrene (MBS) and methacrylate / acrylonitrile / butadiene / styrene copolymers.
  • Suitable impact-modified PMMA are described, for example, by M. Stickler, T.Rhein in Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry Vol. A21, pages 473-486, VCH Publishers Weinheim, 1992, and H. Domininghaus, Die Kunststoffe und empmaschine Kunststoff, VDI-Verlag Dusseldorf , 1992.
  • Suitable polymethyl those skilled in the rest of known and available, for example under the trademarks Altuglas ® (Arkema) and Plexiglas ® (Rohm).
  • styrene polymers are all (co) polymers in question, which are composed completely or in part of vinyl aromatic compounds.
  • Suitable vinylaromatic compounds are, for example, styrene and styrene derivatives, such as mono- or polyalkyl- and / or halogen-substituted styrene, and corresponding naphthyl compounds. Preference is given to using styrene copolymers.
  • graft copolymers of acrylonitrile and styrene on butadiene rubbers also known as ABS-poly merisate known (for example Terluran ® (BASF))
  • ABS-poly merisate for example Terluran ® (BASF)
  • ASA polymers eg Luran ® S ( BASF)
  • SAN copolymers eg Luran ® (BASF)
  • Suitable polycarbonates are known per se. Polycarbonates within the meaning of the invention also include copolycarbonates.
  • the (co) polycarbonates preferably have a molecular weight (weight average M w , determined by gel permeation chromatography in tetrahydrofuran against polystyrene standards) in the range from 10,000 to 200,000 g / mol. Preferably M w is in the range of 15,000 to 100,000 g / mol. This corresponds to relative solution viscosities in the range of 1, 1 to 1, 5, preferably from 1 15 to 1, 33, in each case measured in 0.5 wt .-% solution in dichloromethane at 25 ° C.
  • Polycarbonates are e.g. according to the process of DE-C-1 300 266 by interfacial polycondensation or according to the process of DE-A-14 95 730 by reaction of diphenyl carbonate with bisphenols obtainable.
  • Preferred bisphenol is 2,2-di (4-hydroxyphenyl) propane, commonly referred to as bisphenol A.
  • bisphenol A instead of bisphenol A, it is also possible to use other aromatic dihydroxy compounds, in particular 2,2-di (4-hydroxyphenyl) pentane, 2,6-dihydroxynaphthalene, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfane, 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 4,4 'Dihydroxydiphenylsulfite, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 1,1-di- (4-hydroxyphenyl) ethane, 4,4-dihydroxydiphenyl or dihydroxydiphenylcycloalkanes, preferably dihydroxydiphenyl cyclohexanes or dihydroxycyclopentanes, in particular 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, and also mixtures of the abovementioned dihydroxy compounds.
  • aromatic dihydroxy compounds in particular 2,2-di (4-hydroxyphenyl) pentane, 2,6-dihydroxynaphthal
  • Particularly preferred polycarbonates are those based on bisphenol A or bisphenol A together with up to 80 mol% of the abovementioned aromatic dihydroxy compounds.
  • copolycarbonates according to US Pat. No. 3,737,409. Of particular interest are copolycarbonates based on bisphenol A and bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) sulfone and / or 1, 1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexyl, which are characterized by high heat resistance.
  • Suitable polyamides may be polycondensation products of diamines and dicarboxylic acids, for example adipic acid and hexamethylenediamine, or of amino acids, for example aminoundecanoic acid, or be prepared by ring-opening polymerization of lactams, for example caprolactam or laurolactam.
  • Ultramid ® BASF
  • Zytel ® and Minion ® Du Pont
  • Sniamid ® Sniamid ®
  • Technyl ® and Amodel ® Nyltech
  • Durethan ® Bayer
  • Akulon ® and Stanyl ® DSM
  • Grilon ® Grilamid ® and Grivory ®
  • EMS Orgamid ® and Rilsan ®
  • Nivionplast ® Enichem
  • Polyamides mixtures of polyamides and polyethylene ionomers such as ethene / methacrylic acid copolymers containing, for example, sodium, zinc and / or lithium counter ions (such as Surlyn ® (DuPont)) are used.
  • polyethylene ionomers such as ethene / methacrylic acid copolymers containing, for example, sodium, zinc and / or lithium counter ions (such as Surlyn ® (DuPont) are used.
  • Suitable polyesters are the higher to high molecular weight esterification products of dibasic acids, in particular terephthalic acid, with dihydric alcohols, especially ethylene glycol.
  • dibasic acids in particular terephthalic acid
  • dihydric alcohols especially ethylene glycol.
  • polyalkylene polyethylene terephthalate (pet; Arnite® ® (Akzo), Grilpet ® (EMS-Chemie), Valox ® (GEP)) is particularly suitable.
  • Thermoplastic polyurethanes are finally the reaction products of diisocyanates and long-chain diols. Compared with those of polyisocyanates (containing at least three isocyanate groups) and polyhydric alcohols (containing at least three hydroxyl groups), in particular polyether and polyester polyols, polyurethane foams thermoplastic polyurethanes have little or no crosslinking and therefore have a linear structure.
  • Thermoplastic polyurethanes are well known to the person skilled in the art and can be found, for example, in the Kunststoff-Handbuch, Volume 7, Polyurethane, ed. G. Oertel, 2nd ed., Carl Hanser Verlag. Kunststoff, 1983, in particular on pages 428-473 described. As a commercially available product is here called eg Elastolan ® (Elastogran).
  • polyvinyl chloride may be mentioned as a suitable vinyl polymer, for example.
  • the polymer material may additionally contain stabilizing additives.
  • Particularly suitable additives are light stabilizers (UV-A and / or UV-B absorbers) and antioxidants.
  • these additives are colorless or have only a slight intrinsic color (no or only slight absorption in the visible range). High migration fastness and temperature resistance are further preferred properties of these additives.
  • Suitable light stabilizers include the known classes of sterically hindered amines, benzophenones and benzotriazoles.
  • the light stabilizers based on sterically hindered amines contain as essential building block a 2,6-dialkyl-substituted, in particular a 2,6-dimethyl-substituted, piperidine which is linked in the 4-position via the various bridge members with further piperidine units.
  • the additives from this group act simultaneously as antioxidants.
  • particularly suitable commercial products are Tinuvin ® 123, 571, 770, 765 and 622 (Ciba).
  • the benzophenone based light stabilizers are 2-hydroxy- and 2,2'-dihydroxybenzophenone which may be substituted by further hydroxy or alkoxy groups.
  • a particularly suitable example is the commercial product Uvinul ® 3008 (BASF).
  • the light stabilizers based on benzotriazole carry on the central nitrogen atom, a 2-Hydroxylphenylrest which may be substituted in 5- and optionally also in the 3-position by preferably tertiary alkyl groups.
  • a 2-Hydroxylphenylrest which may be substituted in 5- and optionally also in the 3-position by preferably tertiary alkyl groups.
  • particularly suitable commercial products include Tinuvin ® P, 571, 350 and 234 (Ciba), and Cyasorb ® UV 541 1 (Cytec).
  • suitable antioxidants include the known classes of sterically hindered phenols and phosphites and phosphonites.
  • the antioxidants based on sterically hindered phenols contain, as an essential building block, a phenol substituted by at least one tert-butyl group in the ortho position, in particular by tert-butyl groups in both ortho positions, to the OH group.
  • Most known products contain several of these building blocks, which are interconnected by different bridge members.
  • Particularly suitable commercial products of this class are, for example, Irganox ® 1076, 1010 and 245 (Ciba).
  • the antioxidants based on phosphites and phosphonites are usually the esters of the corresponding phosphoric acids with alkyl-substituted, in particular tert-butyl, substituted phenols.
  • Particularly suitable commercial products Irgaphos® ® 168 and P-EPQ (Ciba) may be mentioned.
  • additives When such additives are used in the fluorescent conversion solar cells of the present invention, their amount of use is usually 500 to 5,000 ppm, preferably 1,000 to 3,000 ppm, based on the polymer matrix.
  • the polymer plates containing the fluorescent dyes can be prepared in a known manner.
  • PMMA sheets can be obtained by the casting process or by extrusion. Extrusion is also the preferred method for the production of polycarbonate sheets.
  • Glass plates coated with the fluorescent dye-containing polymer can likewise be produced by known methods.
  • a polymer solution e.g. applied to the glass plate with a squeegee and then dried.
  • the resulting solution was placed between two plane-parallel silicate glass plates (50 cm x 40 cm) and a 0.2 cm thick spacer sealing the cavity between the silicate plates. injected.
  • the mold was placed in a 70 ° C water bath for 2 h and then stored for a further 0.5 h at 1 10 ° C to complete the polymerization. After complete cooling, a 5 cm ⁇ 10 cm plate was sawn from the obtained plate, the edges of which were polished.
  • the optoelectric cell efficiency ⁇ of the PMMA plate (1) was determined.
  • two silicon cells measuring 47 mm ⁇ 1 mm were glued to an end of the PMMA plate (1) with an epoxy resin.
  • the efficiency ⁇ was then determined using an IEPC scanner from Aescusoft under irradiation with AM 1, 5 light (1000 W) at 25 ° C. Extrapolated to the occupation of all slab edges with silicon cells, this resulted in an ⁇ value of 2.1%. From an outdoor measurement of short-circuit current and clamping voltage in the blue sky, an efficiency ⁇ of 2.7% was determined with the known filling factor of the silicon cells.
  • the PMMA plate (1) was then placed over the terrylene dye-containing PMMA plate (2) similarly provided with two silicon cells by making a 0.1 mm-thick air gap.
  • the plate stack was irradiated as described above with the PMMA plate (1) facing the light source.
  • the plate stack showed an over the PMMA plate (1) increased by 0.3% efficiency.

Abstract

The invention relates to fluorescent solar conversion cells based on one or more panels consisting of a polymer that is doped with a fluorescent dye and/or glass panels that are coated with a doped polymer and photovoltaic cells that are mounted on the edges of the panels. Said photovoltaic cells, contain one or more fluorescent dyes based on terylene carboxylic acid derivatives or a combination of said fluorescent dyes and additional fluorescent dyes.

Description

Fluoreszenzkonversionssolarzellen auf Basis von TerrylenfluoreszenzfarbstoffenFluorescence conversion solar cells based on terrylene fluorescent dyes
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft Fluoreszenzkonversionssolarzellen auf Basis einer oder mehrerer Platten aus mit mindestens einem Fluoreszenzfarbstoff dotiertem Polymer und/oder mit dem dotierten Polymer beschichteter Glasplatten und an den Kanten der Platten angebrachter Photovoltaikzellen, die einen oder mehrere Fluoreszenzfarbstoffe auf Basis von Terrylencarbonsäurederivaten oder eine Kombination dieser Fluo- reszenzfarbstoffe mit weiteren Fluoreszenzfarbstoffen enthalten.The present invention relates to fluorescence conversion solar cells based on one or more plates of polymer doped with at least one fluorescent dye and / or glass plates coated with the doped polymer and photovoltaic cells attached to the edges of the plates containing one or more fluorescent dyes based on terrylenecarboxylic acid derivatives or a combination thereof - Contain fluorescent dyes with other fluorescent dyes.
Photovoltaikzellen können das eingestrahlte Sonnenlicht grundsätzlich nur zum Teil in elektrische Energie umwandeln, ein großer Teil der Energie geht in Form von Wärme verloren. So kann eine z.B. Silicium-Solarzelle alle Photonen absorbieren, die eine Energie oberhalb der Bandkante von 1 ,1 eV des kristallinen Siliciums, d.h. eine Wellenlänge von < 1300 nm, aufweisen. Die überschüssige Energie der absorbierten Photonen wird dabei in Wärme umgewandelt und führt zu einer Aufheizung der Photovoltaik- zelle. Hierdurch wird ihr Wirkungsgrad erniedrigt.In principle, photovoltaic cells can only partially convert radiated sunlight into electrical energy; a large part of the energy is lost in the form of heat. Thus, e.g. Silicon solar cell absorbs all photons that have an energy above the band edge of 1.1 eV of crystalline silicon, i. a wavelength of <1300 nm. The excess energy of the absorbed photons is converted into heat and leads to a heating of the photovoltaic cell. As a result, their efficiency is lowered.
Daher wurden bereits in den 70er Jahren Fluoreszenzkonversionszellen beschrieben, die eine Kombination der Photovoltaikzellen mit fluoreszierenden Lichtsammelsyste- men (Solarkollektoren) darstellen und eine bessere Nutzung der Energie des Sonnenlichts ermöglichen. Die Solarkollektoren wandeln das absorbierte Sonnenlicht in längerwelliges, energetisch jedoch immer noch über der Silicium-Bandkante liegendes Licht um und verringern so die Aufheizung der Photovoltaikzelle. Durch Verwendung mehrerer bei verschiedenen Wellenlängen absorbierender bzw. emittierender Fluoreszenzmittel (sog. Kaskaden) kann das eingestrahlte Sonnenlicht dabei besonders effektiv in Licht für die Photovoltaikzelle geeigneter Energie umgewandelt werden.For this reason, fluorescence conversion cells were already described in the 1970s, which represent a combination of photovoltaic cells with fluorescent light collection systems (solar collectors) and enable better use of the energy of sunlight. The solar collectors convert the absorbed sunlight into longer-wave, but still energetically above the silicon band edge lying light and thus reduce the heating of the photovoltaic cell. By using a plurality of fluorescent substances which absorb or emit at different wavelengths (so-called cascades), the irradiated sunlight can be converted particularly effectively into light for the photovoltaic cell of suitable energy.
Außerdem wird die Fläche, die mit Photovoltaikzellen zu bestücken ist, durch die Verwendung von fluoreszierenden Solarkollektoren reduziert. So wird das Licht in den das Fluoreszenzmittel enthaltenden bzw. mit diesem beschichteten Platten durch Totalreflexion an den nicht verspiegelten Rand geleitet und dort konzentriert, und nur dieser Rand muß mit Photovoltaikzellen belegt werden. Dadurch können die Kosten des Ge- samtaufbaus deutlich verringert werden.In addition, the area to be occupied by photovoltaic cells is reduced by the use of fluorescent solar collectors. Thus, the light in the fluorescence-containing or coated with this plate is passed by total reflection to the non-mirrored edge and concentrated there, and only this edge must be covered with photovoltaic cells. As a result, the costs of the overall structure can be significantly reduced.
Der Aufbau und die Wirkungsweise dieser Fluoreszenzkonversionssolarzellen ist aus Appl. Phys. 14, 123-139 (1977) bzw. US-A-4 1 10 123 bekannt.The structure and mode of action of these fluorescence conversion solar cells is from Appl. Phys. 14, 123-139 (1977) and US-A-4 1 10 123, respectively.
In Nature 274, 144-145 (1978) bzw. US-A-4 367 367 werden Fluoreszenzkonversionssolarzellen auf Basis mehrerer mit fluoreszierenden Metallionen wie Uθ22+, Eu3+, Cr3+, Yb3+ und Nd3+ dotierter und mit Fluoreszenzfarbstoffen (Violanthron, Rhodamin 6G) in PMMA-Matrix beschichteter Glasplatten beschrieben. Auch aus der EP-A-073 007 ist die Verwendung von alkoxylierten Violanthronen und Isoviolanthronen als Fluoreszenzfarbstoffe für Solarkollektoren bekannt.In Nature 274, 144-145 (1978) and US-A-4,367,367, fluorescence conversion solar cells based on several doped with fluorescent metal ions such as Uθ2 2+ , Eu 3+ , Cr 3+ , Yb 3+ and Nd 3+ and with Fluorescent dyes (Violanthrone, Rhodamine 6G) described in PMMA matrix coated glass plates. The use of alkoxylated violanthrones and isoviolanthrones as fluorescent dyes for solar collectors is also known from EP-A-073 007.
Die EP-A-041 274 beschreibt den Einsatz von Küpenfarbstoffen, u.a. auch von Pery- lentetracarbonsäurediimiden, in Fluoreszenzkonversionssolarzellen.EP-A-041 274 describes the use of vat dyes, i.a. also of perylene tetracarboxylic diimides, in fluorescence conversion solar cells.
Aufgrund ihrer Photostabilität sind Fluoreszenzfarbstoffe auf Perylenbasis für die Anwendung in Fluoreszenzkonversionssolarzellen von besonderem Interesse.Due to their photostability, perylene-based fluorescent dyes are of particular interest for use in fluorescence conversion solar cells.
In Nachr. Chem. Tech. Lab. 28, 716-718 (1980) wird für diesen Zweck N,N'-Bis(2,5-di- tert.-butylphenyl)perylentetracarbonsäurediimid eingesetzt. Aus den DE-A-32 35 526 und 35 45 004 ist die Verwendung von im Perylengerüst substituierten, u.a. tetraphen- oxysubstituierten und tetrahalogenierten, Perylentetracarbonsäurediimiden zur flächenmäßigen Konzentrierung von Licht bekannt. In der WO-A-97/08756 werden Solarkol- lektoren auf Basis von Polycarbonatplatten beschrieben, die Fluoreszenzfarbstoffe auf Perylenbasis (N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)perylentetracarbonsäurediimid und Pery- len-3,9- bzw. -3,10-dicarbonsäurediisobutylester) in Kombination mit sterisch gehinderten Aminen als Stabilisatoren enthalten. Im ECN-Report ECN-RX-05-009: 20th Euro- pean Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (Barcelona, Spain; 6-10 June 2005) wird schließlich eine Fluoreszenzkonversionssolarzelle mit N,N'-Bis(7- tridecyl)perylentetracarbonsäurediimid und einem roten Cumarinfarbstoff vorgestellt.In Ed. Chem. Tech. Lab. 28, 716-718 (1980), N, N'-bis (2,5-di-tert-butylphenyl) perylenetetracarboxylic acid diimide is used for this purpose. From DE-A-32 35 526 and 35 45 004 the use of substituted in Perylengerüst, u.a. Tetraphenoxy-substituted and tetrahalogenated, Perylentetracarbonsäurediimiden known for the areal concentration of light. WO-A-97/08756 describes solar collectors based on polycarbonate plates which contain perylene-based fluorescent dyes (N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) perylenetetracarboxylic diimide and perylene-3,9- or 3,10-dicarboxylic acid diisobutyl ester) in combination with sterically hindered amines as stabilizers. Finally, in ECN report ECN-RX-05-009: 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (Barcelona, Spain, 6-10 June 2005), a fluorescence conversion solar cell with N, N'-bis (7-tridecyl) perylenetetracarboxylic diimide is obtained and a red coumarin dye.
Die bislang beschriebenen Systeme sind noch nicht kommerziell genutzt worden. Ein Grund besteht darin, daß die vorgeschlagenen Fluoreszenzfarbstoffe keine ausrei- chende Lichtstabilität aufweisen und/oder nur einen zu geringen Wellenlängenbereich des Sonnenlichts durch Fluoreszenzkonversion für die Photovoltaikzelle zugänglich machen.The systems described so far have not yet been used commercially. One reason is that the proposed fluorescent dyes do not have sufficient light stability and / or make only too narrow a wavelength range of the sunlight accessible by fluorescence conversion for the photovoltaic cell.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, diesen Mängeln abzuhelfen und Fluo- reszenzkonversionssolarzellen bereitzustellen, die vorteilhaft zur Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie eingesetzt werden können.The object of the invention was therefore to remedy these deficiencies and to provide fluorescence conversion solar cells which can be advantageously used to convert sunlight into electrical energy.
Demgemäß wurden Fluoreszenzkonversionssolarzellen auf Basis einer oder mehrerer Platten aus mit mindestens einem Fluoreszenzfarbstoff dotiertem Polymer und/oder mit dem dotierten Polymer beschichteter Glasplatten und an den Kanten der Platten angebrachter Photovoltaikzellen gefunden, die einen oder mehrere Fluoreszenzfarbstoffe auf Basis von Terrylencarbonsäurederivaten oder eine Kombination dieser Fluoreszenzfarbstoffe mit weiteren Fluoreszenzfarbstoffen enthalten.Accordingly, fluorescence conversion solar cells were found based on one or more plates of at least one fluorescent dye-doped polymer and / or with the doped polymer coated glass plates and attached to the edges of the plates photovoltaic cells containing one or more fluorescent dyes based on Terrylencarbonsäurederivaten or a combination of these fluorescent dyes contain further fluorescent dyes.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Fluoreszenzkonversionssolarzellen mindestens einen im NIR emittierenden Fluoreszenzfarbstoff auf Basis von Terrylencarbonsäurederivaten in Kombination mit mindestens einem bei kürzerer Wellenlänge absorbierenden und emittierenden Fluoreszenzfarbstoff. Besonders bevorzugt stimmen das Emissionsmaximum des jeweils kürzerwellig absorbierenden Farbstoffs und das Absorptionsmaximum des nächstfolgenden Farbstoffs weitgehend überein (Farbstoffkaskade).The fluorescence conversion solar cells according to the invention preferably contain at least one NIR-emitting fluorescent dye based on terrylenecarboxylic acid derivatives in combination with at least one at a shorter wavelength absorbing and emitting fluorescent dye. Particularly preferably, the emission maximum of the shorter-wavelength absorbing dye and the absorption maximum of the next-following dye are largely the same (dye cascade).
Handelt es sich bei dem Fluoreszenzfarbstoff auf Terrylenbasis um einen Mehrfach- chromophor, also um einen Farbstoff, der die Bausteine verschiedener Chromophore in einem Molekül vereint, so erfolgt die bathochrome Verschiebung des emittierten Lichts im Farbstoffmolekül, eine physikalische Mischung verschiedener Farbstoffe kann zumindest teilweise unterbleiben.If the fluorescent dye based on terrylene is a multiple chromophore, ie a dye which combines the building blocks of different chromophores in one molecule, the bathochromic shift of the emitted light in the dye molecule takes place, a physical mixture of different dyes can be at least partially omitted.
Die erfindungsgemäße Fluoreszenzkonversionssolarzelle kann aus einer mit dem bzw. den Fluoreszenzfarbstoffen dotierten Polymerplatte oder einer mit dem dotierten Polymer beschichteten Glasplatte oder aus mehreren solchen Platten oder auch Kombina- tionen der Polymer- und Glasplatten aufgebaut sein.The fluorescence conversion solar cell according to the invention can be constructed from a polymer plate doped with the fluorescent dye (s) or a glass plate coated with the doped polymer or from a plurality of such plates or combinations of the polymer and glass plates.
Wird eine Kombination verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe verwendet, so wird der Fluoreszenzfarbstoff auf Terrylenbasis vorzugsweise in einer separativen Polymerplatte bzw. Polymerbeschichtung eingesetzt.If a combination of different fluorescent dyes is used, then the terrylene-based fluorescent dye is preferably used in a separative polymer plate or polymer coating.
In Fig. 1 ist der schematische Aufbau einer Fluoreszenzkonversionssolarzelle vom Plattenstapeltyp dargestellt.In Fig. 1, the schematic structure of a plate-stack type fluorescence conversion solar cell is shown.
Fig. 2 zeigt eine auf einer Polymerplatte basierende Fluoreszenzkonversionssolarzelle.Fig. 2 shows a polymer plate based fluorescence conversion solar cell.
Die in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Fluoreszenzkonversionssolarzelle ist aus drei mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen dotierenden Polymerplatten (F1 bis F3) aufgebaut. Die oberste Platte (F1 ) ist bevorzugt mit dem bei der kürzesten Wellenlänge absorbierende Fluoreszenzfarbstoff in hoher Konzentration dotiert, die mittlere Platte (F2) enthält einen bei mittlerer Wellenlänge absorbierenden Fluoreszenzfarbstoff, und die unterste Platte (F3) ist schließlich mit dem im NIR emittierenden Fluoreszenzfarbstoff dotiert.The fluorescence conversion solar cell exemplified in FIG. 1 is composed of three polymer plates (F1 to F3) doped with different fluorescent dyes. The uppermost plate (F1) is preferably doped with the shortest wavelength absorbing fluorescent dye at a high concentration, the middle plate (F2) contains a medium wavelength absorbing fluorescent dye, and the lowermost plate (F3) is finally with the NIR emitting fluorescent dye doped.
Eine oder mehrere Kanten des Polymerplattenstapels sind mit jeweils einer oder meh- reren Photovoltaikzellen (PVZ) belegt, die unbelegten Kanten sind verspiegelt (S).One or more edges of the polymer plate stack are each covered with one or more photovoltaic cells (PVZ), the uncovered edges are mirrored (S).
Die Photovoltaikzelle PVZ kann dabei aus üblichen Materialien aufgebaut sein, z.B. aus kristallinem, polykristallinem, amorphem oder als dünner Film vorliegendem SiIi- cium, CIS (CuInSe2), CdTe, GaAs, InP oder GaInAsP.The photovoltaic cell PVZ can be constructed from conventional materials, for example crystalline, polycrystalline, amorphous or thin film SiIi cium, CIS (CuInSe 2 ), CdTe, GaAs, InP or GaInAsP.
Die Polymerplatten können optisch gekoppelt oder über gasgefüllte (z.B. luftgefüllte) Zwischenräume miteinander verbunden sein. Um das außerhalb des Totalreflexionswinkels emittierte Licht (ca. 20%) in die Platte zu führen, kann optional eine selektiv reflektierende Bandpaßfilterschicht (BPF) auf die Beleuchtungsseite (L) aufgebracht werden.The polymer plates may be optically coupled or interconnected via gas-filled (eg, air-filled) spaces. In order to guide the light emitted outside the total reflection angle (about 20%) into the plate, optionally a selectively reflecting bandpass filter layer (BPF) may be applied to the illumination side (L).
Gewünschtenfalls kann auf die Oberseite der obersten Polymerplatte (F1 ) zum Schutz eine UV-absorbierende Schicht und/oder eine kratzfeste Beschichtung aufgebracht werden.If desired, a UV-absorbing layer and / or a scratch-resistant coating can be applied to the upper side of the uppermost polymer plate (F1) for protection.
Das transmittierte Licht wird über einen diffusen (weißen) Reflektor (Diff) oder einen Spiegel in die Fluoreszenzkonversionssolarzelle zurückgestreut.The transmitted light is scattered back into the fluorescence conversion solar cell via a diffuse (white) reflector (Diff) or a mirror.
Die in Fig. 2 dargestellte Fluoreszenzkonversionssolarzelle basiert auf einer Polymerplatte, die mit einer Mischung von Fluoreszenzfarbstoffen dotiert ist (FM).The fluorescence conversion solar cell shown in Fig. 2 is based on a polymer plate doped with a mixture of fluorescent dyes (FM).
Die beispielhaft gezeigte Zelle weist an beiden Kanten eine Photovoltaikzelle (PVZ) auf.The cell shown by way of example has a photovoltaic cell (PVZ) on both edges.
Der weitere Aufbau entspricht dem der Fluoreszenzkonversionssolarzelle vom Platten- stapeltyp.The other structure is the same as the disk stack type fluorescence conversion solar cell.
Die erfindungsgemäßen Fluoreszenzkonversionssolarzellen enthalten vorzugsweise mindestens einen Fluoreszenzfarbstoff aus der Gruppe der Terrylentetracarbonsäure- diimide, Terrylentetracarbonsäuremonoanhydridmonoimide, Terrylentetracarbonsäure- dianhydride, Terrylendicarbonsäureimide, Terrylendicarbonsäureanhydride, Kondensationsprodukte von Terrylentetra- und -dicarbonsäureanhydriden mit aromatischen Diaminen und Terrylenbausteine aufweisenden Mehrfachchromophore.The fluorescence conversion solar cells according to the invention preferably contain at least one fluorescent dye from the group of terrylenetetracarboxylic diimides, terrylenetetracarboxylic monoanhydride monoimides, terrylenetetracarboxylic dianhydrides, terrylenedicarboximides, terrylenedicarboxylic anhydrides, condensation products of terrylene tetra- and dicarboxylic acid anhydrides with aromatic diamines and multiple chromophore having terrylene units.
Die Bezeichnung "Carbonsäureanhydrid" soll dabei jeweils auch die in freier Form oder als Salz vorliegende Säure mitumfassen.The term "carboxylic acid anhydride" is intended to include in each case also the acid present in free form or as a salt.
Die auf einem Terrylenbaustein als alleinigem Chromophor basierenden Fluoreszenzfarbstoffe (im folgenden kurz "Terrylenfarbstoffe Ia" genannt) weisen dabei bevorzugt die allgemeine Formel Ia The fluorescent dyes based on a terrylene building block as the sole chromophore (referred to below briefly as "terrylene dyes Ia") preferably have the general formula Ia
auf, in der die Variablen folgende Bedeutung haben:in which the variables have the following meaning:
Ba1 miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a), (b) oder (c) B a1 with each other to form a six-membered ring connected to a radical of formula (a), (b) or (c)
(a) (b) (C)(a) (b) (C)
beide Wasserstoff oder ein Rest -COOM oder einer der beiden Reste ein Rest R oder Brom und der andere Rest Wasserstoff;both hydrogen or a radical -COOM or one of the two radicals is a radical R or bromine and the other radical is hydrogen;
Ba2 unabhängig von Ba1 miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a), (b) oder (c) oder beide ein Rest -COOM; B a2 independently of B a1 with each other to form a six-membered ring connected to a radical of formula (a), (b) or (c) or both a radical -COOM;
R Aryloxy, Arylthio, Hetaryloxy oder Hetarylthio, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch die Reste (i), (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann:R aryloxy, arylthio, hetaryloxy or hetarylthio, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon skeleton is represented by one or more groupings -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 - , -CO-, -SO- and / or -SO2- can be fused, wherein the entire ring system is mono- or polysubstituted by the radicals (i), (ii), (iii), (iv) and / or (v) may be substituted:
(i) Ci-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Ci2-AIkOXy, Ci-C6-Alkylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2, -SO3R2, Aryl und/oder gesättigtes oder ungesättigtes C4-Cz-CyClOaI kyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, wobei die Aryl- und Cycloalkylreste jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein können; (ii) Ca-Cs-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und an das weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierun- gen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, Ci-Cβ- Alkylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 und/oder -SO3R2; (iii) Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis(i) C 1 -C 30 -alkyl whose carbon chain is substituted by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 - , -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted and may be mono- or polysubstituted by: C 1 -C 2 -alkoxy, C 1 -C 6 -alkylthio, -C≡CR 1 , - CR 1 = CR 1 2 , hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 , -SO 3 R 2 , Aryl and / or saturated or unsaturated C 4 -C 6 -cycloalkyl, whose carbon skeleton is represented by one or more groupings -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 - , -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, wherein the aryl and cycloalkyl radicals in each case be mono- or polysubstituted by Ci-Cis-alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals can; (ii) Ca-Cs-cycloalkyl, whose carbon skeleton is represented by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO - and / or -SO 2 - may be interrupted and to the further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, the entire ring system may be monosubstituted or polysubstituted by: Cis-alkyl, Ci-Ci 2 -alkoxy, Ci-Cβ-alkylthio, -C≡CR 1 , -CR 1 = CR 1 2 , hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or -SO 3 R 2 ; (iii) aryl or hetaryl, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to
7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, Ci-Cβ- Alkylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro,7-membered rings whose carbon skeleton is represented by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, be anneliert, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by: Ci-Cis-alkyl, Ci-Ci 2 -alkoxy, Ci-Cβ-alkylthio, -C≡CR 1 , -CR 1 = CR 1 2 , hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro,
-NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2, -SO3R2, Aryl und/oder Hetaryl, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 und/oder -SO3R2 substituiert sein kann; (iv) ein Rest -U-Aryl, der ein- oder mehrfach durch die vorstehenden, als Sub- stituenten für die Arylreste (iii) genannten Reste substituiert sein kann, wobei U eine Gruppierung -O-, -S-, -NR1-, -CO-, -SO- oder -SO2- bedeutet; (v) Ci-Ci2-Alkoxy, Ci -C6-Al kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 oder -SO3R2, wobei die Reste R für n > 1 gleich oder verschieden sein können; R1 Wasserstoff oder Ci-Cis-Alkyl, wobei die Reste R1 gleich oder verschieden sein können, wenn sie mehrfach auftreten; R2, R3 unabhängig voneinander Wasserstoff; Ci-Cis-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen-NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 , -SO 3 R 2 , aryl and / or hetaryl, each one or more times by Ci -Cis-alkyl, Ci-Ci 2 -alkoxy, hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or -SO 3 R 2 may be substituted; (iv) a radical -U-aryl which may be monosubstituted or polysubstituted by the abovementioned radicals as substituents for the aryl radicals (iii), where U is a grouping -O-, -S-, -NR 1 -, -CO-, -SO- or -SO 2 - means; (v) Ci-C 2 alkoxy, C -C alkylthio -Al 6, -C≡CR 1, -CR 1 = CR 1 2, hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 or -SO 3 R 2 , wherein the radicals R may be the same or different for n>1; R 1 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl, where R 1 may be the same or different if they occur more than once; R 2 , R 3 are independently hydrogen; Ci-Cis-alkyl, whose carbon chain by one or more groups
-O-, -S-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch Ci-Ci2-Alkoxy, Ci-Cβ-Alkylthio, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro und/oder -COOR1 substituiert sein kann; Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -CO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch Ci-Ci2-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein kann; HaI Brom oder Cyano;-O-, -S-, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted and the one or more times by Ci-Ci 2 -alkoxy, Ci-Cβ-alkylthio, hydroxy, mercapto, halogen , Cyano, nitro and / or -COOR 1 may be substituted; Aryl or hetaryl, to each of which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, whose carbon skeleton may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -CO- and / or -SO 2 - be annelated can, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by Ci-Ci 2 alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals may be substituted; Hal bromine or cyano;
R' C4-C3O-AIkVl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann; Ca-Cs-Cycloalkyl, an das weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-,R 'C 4 -C 3 O-AlkVl, whose carbon chain through one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - be interrupted and which may be mono- or polysubstituted by the radicals (ii), (iii), (iv) and / or (v) mentioned as substituents for the radicals R; Ca-Cs-cycloalkyl to which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon skeleton is replaced by one or more -O-,
-S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann; Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii), (iv), (v) und/oder Aryl- und/oder Hetarylazo, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cio-Alkyl, Ci-Cδ-Alkoxy und/oder Cyano substituiert sein kann;-S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, may be annelated, wherein the entire ring system mono- or polysubstituted by the radicals (i), (ii), (iii), (iv) and / or (v) mentioned as substituents for the radicals R; Aryl or hetaryl, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, may be annelated, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by the radicals mentioned as substituents for the radicals R (i) , (ii), (iii), (iv), (v) and / or aryl and / or hetarylazo, which are each mono- or polysubstituted by C 1 -C 10 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and / or cyano can;
E 1 ,2-Phenylen, 1 ,8- oder 2,3-Naphthylen oder 2,3- oder 3,4-Pyridylen, das jeweils durch Ci-Ci2-Alkyl, Ci-Cδ-Alkoxy, Hydroxy, Nitro und/oder Halogen substi- tuiert sein kann;E 1, 2-phenylene, 1, 8 or 2,3-naphthylene or 2,3- or 3,4-pyridylene, each represented by Ci-Ci 2 alkyl, Ci-Cδ-alkoxy, hydroxy, nitro and / or halogen may be substituted;
M Wasserstoff, Alkalimetallkation, [NH4J+ oder [NR2 4]+; n 2 bis 6 oder auch 0, wenn (1 ) die Reste Ba1 und Ba2 jeweils einen Rest der Formel (a) bedeuten oder (2) die Reste Ba1 einen Rest der Formel (a) bedeuten und die Reste Ba2 beide Wasserstoff bedeuten oder einer der beiden Reste Ba2 Brom und der andere Rest Ba2 Wasserstoff bedeutet; z 0 bis 6, wobei n + z < 6 ist und z nur dann von 0 verschieden sein kann, wenn die Reste Ba1 und Ba2 jeweils einen Rest der Formel (a) bedeuten.M is hydrogen, alkali metal cation, [NH 4 J + or [NR 2 4 ] + ; n is 2 to 6 or also 0, if (1) the radicals B a1 and B a2 are each a radical of the formula (a) or (2) the radicals B a1 are a radical of the formula (a) and the radicals B a2 are both Is hydrogen or one of the two radicals B a2 is bromine and the other radical B a2 is hydrogen; z is 0 to 6, where n + z <6 and z can only be different from 0 if the radicals B a1 and B a2 each represent a radical of the formula (a).
Die Terrylenfarbstoffe Ia und ihre Herstellung sind in den WO-A-03/104 232 und 02/66438, der nichtvorveröffentlichten WO-A-2006/058674 sowie den älteren deutschen Patentanmeldungen 10 2005 021 362.6, 10 2005 032 583.1 und 10 2005 037 1 15.9 beschrieben.The terrylene dyes Ia and their preparation are described in WO-A-03/104 232 and 02/66438, the unpublished WO-A-2006/058674 and the older German patent applications 10 2005 021 362.6, 10 2005 032 583.1 and 10 2005 037 1 15.9 described.
Die Terrylenfarbstoffe Ia können im Fall der Terrylentetracarbonsäurediimide und Ter- rylendicarbonsäureimide im Terrylengerüst (bay-Positionen) unsubstituiert sein. Ansonsten sind sie durch 1 bis 6 Substituenten, vorzugsweise in 1 ,6,9,14-Position durch 4 Substituenten R oder im Fall der Terrylentetracarbonsäurediimide auch durch HaI substituiert.The terrylene dyes Ia can be unsubstituted in the case of Terrylentetracarbonsäurediimide and Terrylendicarbonsäureimide in Terrylengerüst (bay positions). Otherwise, they are substituted by 1 to 6 substituents, preferably in 1, 6,9,14-position by 4 substituents R or in the case of Terrylentetracarbonsäurediimide also by HaI.
Die bromierten Terrylenfarbstoffe Ia dienen auch als Ausgangsmaterial für die durch die Reste R substituierten Terrylenfarbstoffe Ia. Bromatome können daher auch auf- grund eines unvollständig erfolgten Austauschs in den Terrylenfarbstoffen Ia enthalten sein.The brominated terrylene dyes Ia also serve as starting material for the terrylene dyes Ia substituted by the radicals R. Bromsoms can therefore also be due to incomplete replacement in the terrylene dyes Ia.
Besonders bevorzugte Terrylenfarbstoffe Ia sind im Terrylengerüst durch die Aryloxy-, Arylthio-, Hetaryloxy- oder Hetarylthioreste R, insbesondere Phenoxy-, Thiophenoxy-, Pyridyloxy-, Pyrimidyloxy-, Pyridylthio- oder Pyrimidylthioreste R, substituiert.Particularly preferred terrylene dyes Ia are substituted in the terrylene skeleton by the aryloxy, arylthio, hetaryloxy or hetarylthio radicals R, in particular phenoxy, thiophenoxy, pyridyloxy, pyrimidyloxy, pyridylthio or pyrimidylthio radicals R 1.
Ganz besonders bevorzugt sind Terrylenfarbstoffe Ia, die durch 4 Reste R substituiert sind.Very particular preference is given to terrylene dyes Ia which are substituted by 4 radicals R.
Bevorzugte Reste R sind Phenoxy- und Thiophenoxyreste, die jeweils ein- oder mehrfach durch gleiche oder verschiedene Reste (i), (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein können:Preferred radicals R are phenoxy and thiophenoxy radicals, which may each be monosubstituted or polysubstituted by identical or different radicals (i), (ii), (iii), (iv) and / or (v):
(i) Ci-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -C≡C-, -CR1=CR1- und/oder -CO- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Ci2-Alkoxy, Hydroxy, Halogen, Cyano und/oder Aryl, das ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl und/oder Ci-Cδ-Alkoxy substituiert sein kann; (ii) Ca-Cs-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -CR1=CR1- und/oder -CO- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy und/oder Ci-Cβ-Alkylthio substituiert sein kann; (iii) Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere 5- bis 7-gliedrige gesättigte oder ungesät- tigte Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anne- liert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, -C=CR1-, -CR1=CR1-, Hydroxy, Halogen, Cyano, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 und/oder -SO3R2; (iv) ein Rest -U-Aryl, der ein- oder mehrfach durch die vorstehenden, als Substituenten für die Arylreste (iii) genannten Reste substituiert sein kann, wobei U eine Gruppierung -O-, -S-, -NR1-, -CO-, -SO- oder -SO2- bedeutet;(i) C 1 -C 30 -alkyl whose carbon chain is interrupted by one or more -O-, -S-, -NR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 - and / or -CO- groups may be mono- or polysubstituted by: Ci-Ci2-alkoxy, hydroxy, halogen, cyano and / or aryl, which may be mono- or polysubstituted by Ci-Cis-alkyl and / or Ci-Cδ-alkoxy can; (Ii) Ca-Cs-cycloalkyl whose carbon skeleton may be interrupted by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -CR 1 = CR 1 - and / or -CO- and the one or can be substituted several times by Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy and / or Ci-Cβ-Alkylthio; (iii) Aryl or hetaryl, to which in each case further 5- to 7-membered saturated or unsaturated rings whose carbon skeleton is replaced by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 - , -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, the entire ring system may be monosubstituted or polysubstituted by: alkyl, Ci-C 2 alkoxy, -C = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, hydroxy, halogen, cyano, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3, -CONR 2 R 3, -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or -SO 3 R 2 ; (iv) a radical -U-aryl which may be monosubstituted or polysubstituted by the abovementioned radicals which are mentioned as substituents for the aryl radicals (iii), where U is a grouping -O-, -S-, -NR 1 -, -CO-, -SO- or -SO 2 -;
(v) Ci-Ci2-Alkoxy, Ci -C6-Al kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 oder -SO3R2.(v) Ci-C 2 alkoxy, C -C alkylthio -Al 6, -C≡CR 1, -CR 1 = CR 1 2, hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 or -SO 3 R 2 .
Die (Thio)Phenoxyreste R können unsubstituiert oder einfach in ortho-, meta- oder vorzugsweise para-Position substituiert sein. Sie können auch zwei-, drei-, vier- oder fünffach substituiert sein, wobei alle denkbaren Substitutionsmuster möglich sind.The (thio) phenoxy radicals R can be unsubstituted or simply substituted in ortho, meta or preferably para position. They can also be substituted two-, three-, four- or five-fold, whereby all conceivable substitution patterns are possible.
Besonders bevorzugte Reste R sind ortho, ortho'-disubstituierte (Thio)Phenoxyreste der Formel Particularly preferred radicals R are ortho, ortho'-disubstituted (thio) phenoxy radicals of the formula
Die Reste R" in den beiden ortho-Positionen können gleich oder verschieden sein, bevorzugt sind sie jedoch gleich.The radicals R "in the two ortho positions may be the same or different, but they are preferably the same.
Die (Thio)Phenoxyreste R können auch in einer, zweien oder allen drei weiteren Ringpositionen durch gleiche oder ungleiche, von Wasserstoff verschiedene Reste R'" substituiert sein.The (thio) phenoxy radicals R can also be substituted in one, two or all three other ring positions by identical or different radicals R '"which are different from hydrogen.
Vorzugsweise sind die (Thio)Phenoxyreste R nur in ortho- und ortho'-Position oder zusätzlich in para-Position substituiert.Preferably, the (thio) phenoxy radicals R are substituted only in the ortho and ortho position or additionally in the para position.
Insbesondere haben die Variablen in der oben genannten Formel folgende Bedeutung:In particular, the variables in the above formula have the following meaning:
Y -O- oder -S-, vorzugsweise -O-; R" gleiche oder verschiedene Reste:Y is -O- or -S-, preferably -O-; R "same or different radicals:
(i) Ci-Ci8-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1- und/oder -CO- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch Ci-Ci2-Alkoxy, Hydroxy und/oder Halogen substituiert sein kann, wobei höchstens einer der Alkylreste R" in 1 -Position ein tertiäres Kohlenstoffatom aufweisen kann;(i) C 1 -C 18 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 - and / or -CO- and which is mono- or polysubstituted by C 1 -C 12 -alkoxy , Hydroxy and / or halogen may be substituted, wherein at most one of the alkyl radicals R "in 1-position may have a tertiary carbon atom;
(ii) Ca-Cs-Cycloalkyl, das ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl und/oder d- Ci2-Alkoxy substituiert sein kann, wobei höchstens einer der Reste R" in 1- Position ein tertiäres Kohlenstoffatom aufweisen kann; (iii) Aryl oder Hetaryl, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl,(ii) C 1 -C 8 -cycloalkyl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl and / or C 1 -C 12 -alkoxy, where at most one of the radicals R "in the 1-position may have a tertiary carbon atom; iii) aryl or hetaryl which is in each case mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl,
Ci-Ci2-Alkoxy, Hydroxy und/oder Halogen substituiert sein kann; (iv) ein Rest -U-Aryl, der ein- oder mehrfach durch die vorstehenden, als Sub- stituenten für die Arylreste (iii) genannten Reste substituiert sein kann, wobei U eine Gruppierung -O-, -S- oder -NR1- bedeutet; (v) Ci-Ci2-Alkoxy, Hydroxy, Halogen oder Cyano;Ci-Ci2-alkoxy, hydroxy and / or halogen can be substituted; (iv) a radical -U-aryl which may be monosubstituted or polysubstituted by the abovementioned radicals as substituents for the aryl radicals (iii), where U is a grouping -O-, -S- or -NR 1 - means; (v) Ci-Ci2-alkoxy, hydroxy, halogen or cyano;
R'" gleiche oder verschiedene Reste: Wasserstoff; einer der für R" genannten Reste (i), (ii), (iii), (iv) und (v), wobei die Alkylreste (i) und die Cycloalkylreste (ii) in der 1 -Position ein tertiäres Kohlenstoff atom auf- weisen können;R '"are identical or different radicals: hydrogen, one of the radicals (i), (ii), (iii), (iv) and (v) mentioned for R", where the alkyl radicals (i) and the cycloalkyl radicals (ii) are present in the 1-position can have a tertiary carbon atom;
R1 Wasserstoff oder Ci -C6-Al kyl. Als Rest R" bevorzugt sind dabei Alkyl-, Cycloalkyl- und Phenylreste, vor allem Alkyl- reste mit sekundärem oder primärem Kohlenstoffatom in 1 -Position sowie Methyl und Cycloalkylreste mit sekundärem Kohlenstoffatom in 1 -Position, wobei die Alkyl- und Cycloalkylreste mit sekundärem Kohlenstoffatom in 1 -Position besonders hervorzuhe- ben sind.R 1 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl. Preferred radicals R "are alkyl, cycloalkyl and phenyl radicals, especially alkyl radicals having a secondary or primary carbon atom in the 1-position, and methyl and cycloalkyl radicals having a secondary carbon atom in the 1-position, the alkyl and cycloalkyl radicals having a secondary carbon atom in 1-position are particularly noteworthy.
Als Beispiele für besonders bevorzugte (Thio)Phenoxyreste seien im einzelnen genannt:Specific examples of particularly preferred (thio) phenoxy radicals are:
2,6-Dimethylphenoxy, 2,6-Diethylphenoxy, 2,6-Diisopropylphenoxy, 2,6-Di(2-butyl)- phenoxy, 2,6-Di(n-butyl)phenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)phenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)phenoxy, 2,6- Di(2-dodecyl)phenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)phenoxy, 2,6-Dicyclohexylphenoxy, 2,6- Diphenylphenoxy, 2,6-Di-methyl-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6-Diethyl-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6-Diisopropyl-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n-butyl)phenoxy, 2,4,6-Tri(n- butyl)phenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6- Dicyclohexyl-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6-Diphenyl-4-(n-butyl)phenoxy, 2,6-Dimethyl-4-(n- nonyl)phenoxy, 2,6-Diethyl-4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Diisopropyl-4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)- 4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)-4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4-(n-nonyl)- phenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)-4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Dicyclohexyl-4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Diphenyl-4-(n-nonyl)phenoxy, 2,6-Dimethyl-4-(n-octadecyl)phenoxy, 2,6-Diethyl-4- (n-octadecyl)phenoxy, 2,6-Diisopropyl-4-(n-octadecyl)phenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n- octadecyl)phenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n-octadecyl)phenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)-4-(n-octa- decyl)phenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)-4-(n-octadecyl)phenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4-(n-octa- decyl)phenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)-4-(n-octadecyl)phenoxy, 2,6-Dicyclohexyl-4-(n-octa- decyl)phenoxy,2,6-Dimethyl-4-(tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Diethyl-4-(tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Diisopropyl-4-(tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Di-(n- butyl)-4-(tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)-4-(tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)-4- (tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4-(tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)-4-(tert- butyl)phenoxy, 2,6-Dicyclohexyl-4-(tert.-butyl)phenoxy, 2,6-Diphenyl-4-(tert.-butyl)- phenxoy, 2,6-Dimethyl-4-(tert.-octyl)phenoxy, 2,6-Diethyl-4-(tert.-octyl)phenoxy, 2,6- Diisopropyl-4-(tert.-octyl)phenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(tert.-octyl)phenoxy, 2,6-Di-(n- butyl)-4-(tert.-octyl)phenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)-4-(tert.-octyl)phenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)-4- (tert.-octyl)phenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4-(tert.-octyl)phenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)-4-(tert.- octyl)phenoxy, 2,6-Dicyclohexyl-4-(tert.-octyl)phenoxy und 2,6-Diphenyl-4-(tert.-octyl)- phenoxy;2,6-dimethylphenoxy, 2,6-diethylphenoxy, 2,6-diisopropylphenoxy, 2,6-di (2-butyl) phenoxy, 2,6-di (n-butyl) phenoxy, 2,6-di (2 -hexyl) phenoxy, 2,6-di (n-hexyl) phenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) phenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) phenoxy, 2,6-dicyclohexylphenoxy, 2,6 Diphenylphenoxy, 2,6-di-methyl-4- (n-butyl) phenoxy, 2,6-diethyl-4- (n-butyl) phenoxy, 2,6-diisopropyl-4- (n-butyl) phenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (n -butyl) phenoxy, 2,4,6-tri (n-butyl) phenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (n-) butyl) phenoxy, 2,6-di (n-hexyl) -4- (n -butyl) phenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (n -butyl) phenoxy, 2,6-di ( n-dodecyl) -4- (n -butyl) phenoxy, 2,6-dicyclohexyl-4- (n -butyl) phenoxy, 2,6-diphenyl-4- (n -butyl) phenoxy, 2,6-dimethyl 4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-diethyl-4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-diisopropyl-4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-di (2-butyl) - 4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (n-nonyl) phenoxy, 2 , 6-di (n-hexyl) -4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-dicyclohexyl-4- (n-nonyl ) phenoxy, 2,6-diphenyl-4- (n-nonyl) phenoxy, 2,6-dimethyl-4- (n-octadecyl) phenoxy, 2,6-diethyl-4- (n-octadecyl) phenoxy, 2, 6-Diisopropyl-4- (n-octadecyl) phenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (n-octadecyl) phenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (n-octadecyl ) phenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (n-octadecyl) phenoxy, 2,6-di (n-hexyl) -4- (n-octadecyl) phenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (n-octadecyl) phenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (n-octadecyl) phenoxy, 2,6-dicyclohexyl-4- (n-octa) decyl) phenoxy, 2,6-dimethyl-4- (tert -butyl) phenoxy, 2,6-diethyl-4- (tert -butyl) phenoxy, 2,6-diisopropyl-4- (tert -butyl) phenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (tert -butyl) phenoxy, 2,6-di (n-butyl) -4- (tert -butyl) phenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (tert -butyl) phenoxy, 2,6-di (n-hexyl) -4- (tert -butyl) phenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (tert-butyl) phenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (tert-butyl) phenoxy, 2,6-dicyclohexyl-4- (tert-butyl) phenoxy, 2,6-diphenyl 4- (tert-butyl) phenoxy, 2,6-dimethyl-4- (tert-octyl) phenoxy, 2,6-diethyl-4- (tert-octyl) phenoxy, 2,6-diisopropyl-4 - (tert-octyl) phenoxy , 2,6-di (2-butyl) -4- (tert-octyl) phenoxy, 2,6-di (n-butyl) -4- (tert-octyl) phenoxy, 2,6-di ( 2-hexyl) -4- (t-octyl) phenoxy, 2,6-di (n-hexyl) -4- (t-octyl) phenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- ( tert.-octyl) phenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (tert.octyl) phenoxy, 2,6-dicyclohexyl-4- (tert.octyl) phenoxy and 2,6-diphenyl- 4- (tert -octyl) phenoxy;
2,6-Dimethylthiophenoxy, 2,6-Diethylthiophenoxy, 2,6-Diisopropylthiophenoxy, 2,6- Di(2-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-butyl)thiophenxoy, 2,6-Di(2-hexyl)thiophenoxy, 2,6- Di(n-hexyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)thiophenoxy, 2,6-Dicyclohexylthiophenoxy, 2,6-Diphenylthiophenoxy, 2,6-Dimethyl-4-(n-butyl)thio- phenoxy, 2,6-Diethyl-4-(n-butyl)thiophenoxy, 2,6-Diisopropyl-4-(n-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n-butyl)-thiophenoxy, 2,4,6-Tri(n-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)-4- (n-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)-4-(n-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4-(n- butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)-4-(n-butyl)thiophenoxy, 2,6-Dicyclohexyl-4-(n- butyl)thiophenoxy, 2,6-Diphenyl-4-(n-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di-methyl-4-(n-nonyl)thio- phenoxy, 2,6-Diethyl-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Diisopropyl-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6- Di(2-hexyl)-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2- dodecyl)-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Di- cyclohexyl-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Diphenyl-4-(n-nonyl)thiophenoxy, 2,6-Dimethyl- 4-(n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Diethyl-4-(n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Diisopropyl-4- (n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4- (n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)-4-(n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)- 4-(n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4-(n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n- dodecyl)-4-(n-octadecyl)thiophenoxy, 2,6-Dicyclohexyl-4-(n-octadecyl)thiophen-oxy, 2,6-Dimethyl-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Diethyl-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6- Diisopropyl-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di- (n-butyl)-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n- hexyl)-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n- dodecyl)-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Dicyclohexyl-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-2,6-dimethylthiophenoxy, 2,6-diethylthiophenoxy, 2,6-diisopropylthiophenoxy, 2,6-di (2-butyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-) hexyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-hexyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) thiophenoxy, 2,6-dicyclohexylthiophenoxy, 2,6- Diphenylthiophenoxy, 2,6-dimethyl-4- (n-butyl) thio phenoxy, 2,6-diethyl-4- (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-diisopropyl-4- (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (n -butyl) thiophenoxy, 2,4,6-tri (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-hexyl) -4- (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (n-butyl) thiophenoxy, 2.6 Dicyclohexyl-4- (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-diphenyl-4- (n-butyl) thiophenoxy, 2,6-di-methyl-4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6- Diethyl 4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6-diisopropyl-4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6- Di (2-butyl) -4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-hexyl) -4- ( n-nonyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6- Di-cyclohexyl-4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6-diphenyl-4- (n-nonyl) thiophenoxy, 2,6-dimethyl-4- (n-octadecyl) thiophenoxy, 2,6-diethyl-4 - (n-octadecyl) thiophenoxy, 2,6-diisopropyl-4- (n-octadecyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (n-octadec l) thiophenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (n-octadecyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (n-octadecyl) thiophenoxy, 2,6-di ( n-hexyl) - 4- (n-octadecyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (n-octadecyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (n-) octadecyl) thiophenoxy, 2,6-dicyclohexyl-4- (n-octadecyl) thiophenoxy, 2,6-dimethyl-4- (tert-butyl) thiophenoxy, 2,6-diethyl-4- (tert-butyl ) thiophenoxy, 2,6-diisopropyl-4- (tert -butyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (tert -butyl) thiophenoxy, 2,6-di- (n -butyl ) -4- (tert -butyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (tert -butyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-hexyl) -4- (tert. butyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (tert -butyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (tert -butyl) thiophenoxy, 2,6- Dicyclohexyl-4- (tert-butyl) thiophenoxy, 2,6-
Diphenyl-4-(tert.-butyl)thiophenoxy, 2,6-Dimethyl-4-(tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Diethyl- 4-(tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Diisopropyl-4-(tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-butyl)-4- (tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Di-(n-butyl)-4-(tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-hexyl)-4- (tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-hexyl)-4-(tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Di(2-dodecyl)-4- (tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Di(n-dodecyl)-4-(tert.-octyl)thiophenoxy, 2,6-Dicyclohexyl- 4-(tert.-octyl)thiophenoxy und 2,6-Diphenyl-4-(tert.-octyl)thiophenoxy.Diphenyl 4- (tert -butyl) thiophenoxy, 2,6-dimethyl-4- (tert -octyl) thiophenoxy, 2,6-diethyl-4- (tert-octyl) thiophenoxy, 2,6-diisopropyl 4- (tert -octyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-butyl) -4- (tert -octyl) thiophenoxy, 2,6-di- (n-butyl) -4- (tert -octyl ) thiophenoxy, 2,6-di (2-hexyl) -4- (t-octyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-hexyl) -4- (t-octyl) thiophenoxy, 2,6-di (2-dodecyl) -4- (t-octyl) thiophenoxy, 2,6-di (n-dodecyl) -4- (t-octyl) thiophenoxy, 2,6-dicyclohexyl-4- (tert-octyl ) thiophenoxy and 2,6-diphenyl-4- (t-octyl) thiophenoxy.
Die Terrylenfarbstoffe Ia enthalten vorzugsweise mindestens eine Imidfunktion, d.h., die Terrylentetracarbonsäurediimide, Terrylentetracarbonsäuremonoanhydridmono- imide, Terrylendicarbonsäureimide und die noch eine Imidfunktion aufweisenden, einfachen Kondensationsprodukte von Terrylentetracarbonsäuredianhydriden mit aromatischen Diaminen sind bevorzugt.The terrylene dyes Ia preferably contain at least one imide function, i.e., the terrylenetetracarboxylic diimides, terrylenetetracarboxylic monoanhydride monoimides, terrylenedicarboximides, and the simple imidate condensation products of terrylenetetracarboxylic dianhydrides with aromatic diamines are preferred.
Besonders bevorzugt enthalten die Terrylenfarbstoffe Ia ausschließlich Imidfunktionen. Also sind die Terrylentetracarbonsäurediimide und Terrylendicarbonsäureimide besonders bevorzugt, wobei die Terrylentetracarbonsäurediimide ganz besonders bevorzugt sind.Particularly preferably, the terrylene dyes Ia contain exclusively imide functions. Thus, the terrylenetetracarboxylic diimides and terrylenedicarboximides are particularly preferred, with the terrylenetetracarboximides being most preferred.
Der Substituent R' am Imidstickstoffatom hat dabei insbesondere folgende Bedeutung:The substituent R 'on the imide nitrogen atom has the following meaning in particular:
C4-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O- und/oder -CO- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cδ-Alkoxy, Cyano und/oder Aryl, das ein- oder mehrfach durch C1-C18- Alkyl und/oder Ci-Cδ-Alkoxy substituiert sein kann;C 4 -C 30 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O- and / or -CO- and which may be monosubstituted or polysubstituted may be substituted by: C 1 -C 6 -alkoxy, cyano and / or aryl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 18 -alkyl and / or C 1 -C 6 -alkoxy;
Cs-Cs-Cycloalkyl, das ein- oder mehrfach durch Ci-Ci2-Alkyl substituiert sein kann; Phenyl, Naphthyl, Pyridyl oder Pyrimidyl, das jeweils ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy, Halogen, Cyano, Nitro, -CONR2R3,Cs-Cs-cycloalkyl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 12 -alkyl; Phenyl, naphthyl, pyridyl or pyrimidyl which may each be monosubstituted or polysubstituted by: C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, halogen, cyano, nitro, -CONR 2 R 3 ,
-SOaNR2R3 und/oder Phenyl- und/oder Naphthylazo, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cio-Alkyl, Ci-Cδ-Alkoxy und/oder Cyano substituiert sein kann.-SOaNR 2 R 3 and / or phenyl and / or Naphthylazo, which may each be mono- or polysubstituted by Ci-Cio-alkyl, Ci-Cδ-alkoxy and / or cyano may be substituted.
Besonders bevorzugt hat R' folgende Bedeutung:Particularly preferably, R 'has the following meaning:
C4-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O- und/oder -CO- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cδ-Alkoxy, Cyano und/oder Aryl, das ein- oder mehrfach durch C1-C18- Alkyl und/oder Ci-Cδ-Alkoxy substituiert sein kann; Cs-Cs-Cycloalkyl, das ein- oder mehrfach durch Ci-Cβ-Alkyl substituiert sein kann; Phenyl, Naphthyl, Pyridyl oder Pyrimidyl, das jeweils ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy, Halogen, Cyano, Nitro, -CONR2R3, -Sθ2NR2R3 und/oder Phenyl- und/oder Naphthylazo, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cio-Alkyl, Ci-Cδ-Alkoxy und/oder Cyano substituiert sein kann.C 4 -C 30 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O- and / or -CO- and which may be monosubstituted or polysubstituted by: C 1 -C 6 -alkoxy, cyano and / or aryl, which is a - or may be substituted several times by C 1 -C 18 -alkyl and / or C 1 -C 6 -alkoxy; Cs-Cs-cycloalkyl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl; Phenyl, naphthyl, pyridyl or pyrimidyl, which is mono- or each may be substituted several times by: Ci-Cis-alkyl, Ci-C 6 alkoxy, halogen, cyano, nitro, -CONR 2 R 3, -Sθ2NR 2 R 3 and or phenyl and / or naphthylazo, which may each be mono- or polysubstituted by Ci-Cio-alkyl, Ci-Cδ-alkoxy and / or cyano.
R2 und R3 bedeuten dabei unabhängig voneinander:R 2 and R 3 are independently of one another:
Wasserstoff;Hydrogen;
Ci-Cis-Alkyl, das ein- oder mehrfach durch Ci-Cδ-Alkoxy, Hydroxy, Halogen und/oder Cyano substituiert sein kann;C 1 -C 6 -alkyl which may be mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkoxy, hydroxyl, halogen and / or cyano;
Aryl oder Hetaryl, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cβ-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein kann.Aryl or hetaryl, which may each be mono- or polysubstituted by Ci-Cβ-alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals may be substituted.
Vorzugsweise weisen die Reste R' 4 bis 24 C-Atome auf, um ausreichende Löslichkeit und Fluoreszenz zu gewährleisten.The radicals R 'preferably have 4 to 24 C atoms in order to ensure sufficient solubility and fluorescence.
Ganz besonders bevorzugte Reste R' sind ortho.ortho'-dialkylsubstituierte Arylreste, vor allem solche, die auch Bestandteil des Restes R sind, und lineare Alkylketten, die über ein mittleres Kohlenstoff atom an das Imidstickstoffatom gebunden sind. Ausge- wählte Beispiele für diese Reste R' sind 2,6-Dimethylphenyl, 2,6-Diisopropylphenyl, 2,6-Diisopropyl-4-butylphenyl, 5-Undecyl, 7-Tridecyl und 9-Pentadecyl.Very particularly preferred radicals R 'are ortho.ortho'-dialkyl-substituted aryl radicals, especially those which are also part of the radical R, and linear alkyl chains which are bonded to the imide nitrogen atom via a middle carbon atom. Selected examples of these radicals R 'are 2,6-dimethylphenyl, 2,6-diisopropylphenyl, 2,6-diisopropyl-4-butylphenyl, 5-undecyl, 7-tridecyl and 9-pentadecyl.
Als Beispiele für bevorzugte Terrylenfarbstoffe Ia seien genannt:As examples of preferred terrylene dyes Ia may be mentioned:
N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)terrylen-3,4:1 1 ,12-tetracarbonsäurediimid, N,N'-Bis(7- tridecyl)terrylen-3,4:1 1 ,12-tetracarbonsäurediimid, N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)- 1 ,6,9,14-tetra(4-tert.-octylphenoxy)terrylen-3,4:1 1 ,12-tetracarbonsäurediimid, N1N'- Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1 ,6,9,14-tetra(2,6-diisopropylphenoxy)terrylen-3,4:1 1 ,12- tetracarbonsäurediimid, N-(2,6-Diisopropylphenyl)terrylen-3,4-dicarbonsäureimid, N-(7- Tridecyl)terrylen-3,4-dicarbonsäureimid, N-(2,6-Diisopropylphenyl)-1 ,6,9,14-tetra(4- tert.-octylphenoxy)terrylen-3,4-dicarbonsäureimid und N-(2,6-Diisopropylphenyl)- 1 ,6,9,14-tetra(2,6-diisopropylphenoxy)terrylen-3,4-dicarbonsäureimid.N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) terrylene-3,4: 1 1, 12-tetracarboxylic diimide, N, N'-bis (tridecyl) -trylene-3,4: 1 1, 12-tetracarboxylic diimide, N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) -1,6,9,14-tetra (4-tert-octylphenoxy) -trylene-3,4: 1,1-12-tetracarboxylic diimide, N 1 N ' Bis (2,6-diisopropylphenyl) -1,6,9,14-tetra (2,6-diisopropylphenoxy) terrylene-3,4: 1 1, 12-tetracarboxylic diimide, N- (2,6-diisopropylphenyl) terrylene-3 , 4-dicarboxylic acid imide, N- (7-tridecyl) -trylene-3,4-dicarboxylic acid imide, N- (2,6-diisopropylphenyl) -1, 6,9,14-tetra (4-tert-octylphenoxy) -trylene-3 , 4-dicarboxylic acid imide and N- (2,6-diisopropylphenyl) -1,6,9,14-tetra (2,6-diisopropylphenoxy) -trylene-3,4-dicarboxylic acid imide.
Die erfindungsgemäßen Fluoreszenzkonversionssolarzellen können als Fluoreszenzfarbstoff auch Mehrfachchromophore mit Terrylenbausteinen enthalten.The fluorescence conversion solar cells according to the invention can also contain multiple chromophores with terrylene building blocks as the fluorescent dye.
Der Terrylenchromophor bildet dabei vorzugsweise den zentralen Baustein, an den die weiteren Chromophoren, vorzugsweise Perylen- und/oder Naphthalinchromophore, gebunden sind. Die Chromophore können jedoch auch in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sein.The terrestrial chromophore preferably forms the central building block to which the further chromophores, preferably perylene and / or naphthalene chromophores, are bound. However, the chromophores can also be arranged in reverse order.
Die Art der Verknüpfung bestimmt dabei die Gestalt des Mehrfachchromophormole- küls. So ergeben sich z.B. bei der Verknüpfung eines zentralen N,N'-Bis(2,6-diiso- propylphenoxy)terrylentetracarbonsäurediimidmoleküls mit 4 oder 8 N-(2,6-Diisopropyl- phenyl)perylendicarbonsäureimideinheiten bzw. mit 4 N-(2,6-Diisopropylphenyl)- perylendicarbonsäureimideinheiten und 8 N-(2,6-Diisopropylphenyl)naphthalindicar- bonsäureimideinheiten über (Pentaphenyl)phenyleinheiten dendritische Mehrfachchromophore (Angew. Chem. 1 14, 1980-1984 (2002)).The type of linkage determines the shape of the multiple chromophore molecule. Thus, e.g. in the linking of a central N, N'-bis (2,6-diisopropylphenoxy) terrylenetetracarboxylic acid diimide molecule with 4 or 8 N- (2,6-diisopropylphenyl) perylenedicarboximide units or with 4 N- (2,6-diisopropylphenyl) perylenedicarboximide units and 8 N- (2,6-diisopropylphenyl) naphthalenedicarboxylic imide units over (pentaphenyl) phenyl units are dendritic polychromophores (Angew. Chem. 1 14, 1980-1984 (2002)).
Erfindungsgemäß bevorzugt sind jedoch Mehrfachchromophore der allgemeinen Formel Ib (im folgenden "Terrylenfarbstoffe Ib" genannt)According to the invention, however, preference is given to multiple chromophores of the general formula Ib (referred to below as "terrylene dyes Ib")
in der die Variablen folgende Bedeutung haben:in which the variables have the following meaning:
Bb1 miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a) oder (d) B b1 together with formation of a six-membered ring to form a radical of the formula (a) or (d)
oder ein Rest Wasserstoff und der andere Rest ein Rest X;or a radical hydrogen and the other radical is a radical X;
Bb2 miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a), wenn die Reste Bb1 zusammen einen Rest der Formel (a) bedeuten; miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a), wenn ein Rest Bb1 Wasserstoff und der andere Rest einen Rest X bedeutet, wobei gilt: x = 0 und n ≠ 0; miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (d), wenn die Reste Bb1 zusammen einen Rest der Formel (a) oder (d) bedeuten oder ein Rest Bb1 Wasserstoff und der andere Rest einen Rest X oder R bedeutet, wobei gilt: x = 0 und n ≠ 0;B b2 connected together to form a six-membered ring to form a radical of the formula (a), when the radicals B b1 together form a radical of the formula (a); with each other to form a six-membered ring connected to a radical of the formula (a), when a radical B b1 is hydrogen and the other radical is a radical X, where x = 0 and n ≠ 0; with one another to form a six-membered ring to form a radical of the formula (d) if the radicals B b1 together are a radical of the formula (a) or (d) or one radical B b1 is hydrogen and the other radical is an X or R radical, where: x = 0 and n ≠ 0;
R Aryloxy, Arylthio, Hetaryloxy oder Hetarylthio, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CO-, -SO- und/oderR aryloxy, arylthio, hetaryloxy or hetarylthio, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon skeleton is represented by one or more groupings -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 - , -CO-, -SO- and / or
-SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch die Reste (i), (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann: (i) Ci-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierun- gen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Ci2-Alkoxy, Ci -C6-Al kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2, -SO3R2, Aryl und/oder gesättigtes oder ungesättigtes C4-Cz-CyClOaI kyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-,Wherein the entire ring system may be monosubstituted or polysubstituted by the radicals (i), (ii), (iii), (iv) and / or (v): (i) C 1 -C 30 -alkyl whose carbon chain is substituted by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted and may be mono- or polysubstituted by: Ci-Ci2-alkoxy, Ci -C 6 -alkylthio, -C≡CR 1 , -CR 1 = CR 1 2 , hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 , -SO 3 R 2 , Aryl and / or saturated or unsaturated C 4 -C 6 -cycloalkyl, the carbon skeleton of which is represented by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -,
-N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, wobei die Aryl- und Cycloalkylreste jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein können; (ii) C3-C8-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und an das weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbro- chen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, Ci-Cβ- Alkylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 und/oder -SO3R2; (iii) Aryl oder Hetaryl, an das weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, Ci-Cβ- Alkylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2, -SO3R2, Aryl und/oder Hetaryl, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 und/oder -SO3R2 substituiert sein kann; (iv) ein Rest -U-Aryl, der ein- oder mehrfach durch die vorstehenden, als Sub- stituenten für die Arylreste (iii) genannten Reste substituiert sein kann, wobei U eine Gruppierung -O-, -S-, -NR1-, -CO-, -SO- oder -SO2- bedeutet; (v) Ci-Ci2-Alkoxy, Ci -C6-Al kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 oder -SO3R2, wobei die Reste R für n > 1 gleich oder verschieden sein können;-N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, wherein the aryl and cycloalkyl radicals each one or more times by Ci-Cis-alkyl and / or the abovementioned radicals which are mentioned as substituents for alkyl may be substituted; (ii) C 3 -C 8 -cycloalkyl whose carbon skeleton is represented by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO - and / or -SO 2 - may be interrupted and to the further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted surfaces, which may be fused, where the entire ring system may be mono- or polysubstituted by: C 1 -C 18 -alkyl, C 1 -C 12 -alkoxy, C 1 -C 6 -alkylthio, -C≡CR 1 , -CR 1 CRCR 1 2 , hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or -SO 3 R 2 ; (iii) aryl or hetaryl, to which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon skeleton is replaced by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, may be annelated, where the entire ring system may be mono- or polysubstituted by: Ci-Cis-alkyl, Ci-Ci 2 -alkoxy, C 1 -C 6 -alkylthio, -C≡CR 1 , -CR 1 = CR 1 2 , hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 , -SO 3 R 2 , aryl and / or hetaryl which are in each case mono- or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 2 -alkoxy, hydroxyl, mercapto, Halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or -SO 3 R 2 may be substituted; (iv) a radical -U-aryl which may be monosubstituted or polysubstituted by the abovementioned radicals as substituents for the aryl radicals (iii), where U is a grouping -O-, -S-, -NR 1 -, -CO-, -SO- or -SO 2 - means; (v) Ci-C 2 alkoxy, C -C alkylthio -Al 6, -C≡CR 1, -CR 1 = CR 1 2, hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 or -SO 3 R 2 , wherein the radicals R may be the same or different for n>1;
R1 Wasserstoff oder Ci-Cis-Alkyl, wobei die Reste R1 gleich oder verschieden sein können, wenn sie mehrfach auftreten;R 1 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl, where R 1 may be the same or different if they occur more than once;
R2, R3 unabhängig voneinander Wasserstoff;R 2 , R 3 are independently hydrogen;
Ci-Cis-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch Ci-Ci2-Alkoxy, d-Cδ-Alkylthio, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro und/oder -COOR1 substituiert sein kann; Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -CO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch Ci-Ci2-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein kann;C 1 -C 6 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - and which is mono- or polysubstituted by Ci-Ci 2 - Alkoxy, C 1 -C 6 -alkylthio, hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro and / or -COOR 1 may be substituted; Aryl or hetaryl, to each of which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, whose carbon skeleton may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -CO- and / or -SO 2 - be annelated can, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by Ci-Ci 2 alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals may be substituted;
X ein Perylendicarbonsäureimidrest der FormelX is a perylenedicarboximide radical of the formula
R' C4-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann; R 'C4-C3o-Alkyl, whose carbon chain is represented by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 -, - CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted and substituted one or more times by the substituents mentioned for the radicals R radicals (ii), (iii), (iv) and / or (v) can be;
Ca-Cs-Cycloalkyl, an das weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehr- fach durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii),Ca-Cs-cycloalkyl to which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon skeleton is replaced by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, the entire ring system being mono- or polysubstituted by the radicals (i) mentioned as substituents for the radicals R , (ii), (iii),
(iv) und/oder (v) substituiert sein kann;(iv) and / or (v) may be substituted;
Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbro- chen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii), (iv), (v) und/oder Aryl- und/oder Hetarylazo, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cio-Alkyl, Ci-Cδ-Alkoxy und/oder Cyano substituiert sein kann; Y -O- oder -S-;Aryl or hetaryl, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, may be annelated, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by the radicals mentioned as substituents for the radicals R (US Pat. i), (ii), (iii), (iv), (v) and / or aryl and / or hetarylazo, in each case mono- or polysubstituted by C 1 -C 10 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and / or cyano may be substituted; Y is -O- or -S-;
Z ein mindestens einen aromatischen oder hetaromatischen Rest aufweisendes Brückenglied, wobei die Gruppen Y an den aromatischen oder hetaromatischen Rest gebunden sind; x 2 bis 6, wenn die Reste Bb1 und Bb2 jeweils einen Rest der Formel (a) bedeuten; 0 für alle weiteren Bedeutungen der Reste Bb1 und Bb2; n 0 bis 8, wobei x + n < 8 ist und n ≠ 0 ist, wenn x = 0 ist; n1 0 bis 2.Z is a bridge member having at least one aromatic or heteroaromatic radical, the groups Y being bonded to the aromatic or heteroaromatic radical; x 2 to 6, when the radicals B b1 and B b2 each represent a radical of the formula (a); 0 for all other meanings of the radicals B b1 and B b2 ; n 0 to 8, where x + n <8 and n ≠ 0 when x = 0; n1 0 to 2.
Die Terrylenfarbstoffe Ib und ihre Herstellung sind in der älteren deutschen Patentan- meidung 10 2005 037 1 15.9 beschrieben.The terrylene dyes Ib and their preparation are described in the earlier German patent application 10 2005 037 1 15.9.
Die Perylenchromophore sind bei den Terrylenfarbstoffen Ib über die Gruppierung -Y-Z-Y- direkt an das Ringgerüst des Terrylenchromophors und/oder über die Gruppierung -Z-Y- an die Imidstickstoffatome des Terrylenchromophors gebunden.In the case of the terrylene dyes Ib, the perylene chromophores are bonded directly to the ring skeleton of the terrylene chromophore via the grouping -Y-Z-Y- and / or via the grouping -Z-Y- to the imide nitrogen atoms of the terrestrial chromophore.
Das verbindende Brückenglied Z weist dabei mindestens einen aromatischen oder hetaromatischen Rest auf, an den Y bzw. das Imidstickstoffatom gebunden sind.The connecting bridge member Z in this case has at least one aromatic or heteroaromatic radical to which Y or the imide nitrogen atom is bonded.
Vorzugsweise ist Z ein Arylen- oder Hetarylenrest der Formeln Preferably Z is an arylene or hetarylene radical of the formulas
in denen die Ringe P gleich oder verschieden sein können, Heteroatome als Ringatome enthalten können und/oder annelierte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoff ge- rüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, aufweisen können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch die vorstehend als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii) und/oder (v) substituiert sein kann.in which the rings P may be identical or different, may contain heteroatoms as ring atoms and / or fused 5- to 7-membered rings, the carbon of which is provided by one or more groupings -O-, -S-, -NR 1 - , -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2- may be interrupted, wherein the entire ring system one or more times by the above as substituents for the radicals R mentioned radicals (i), (ii), (iii) and / or (v) may be substituted.
G bedeutet dabei:G means:
eine chemische Bindung; eine Gruppierung -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- oder -SO2- oder Ci-Ci2-Alkylen oder C4-Cz-CyClOaI kylen, dessen Kohlenstoffkette jeweils ein- oder mehrfach durch diese Gruppierungen unterbrochen sein kann und das jeweils ein- oder mehrfach durch die vorstehend als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii) und/oder (v) substituiert sein kann;a chemical bond; a grouping -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- or -SO 2 - or Ci -Ci2-alkylene or C 4 -Cz-CyClOaI alkylene, the carbon chain may be interrupted in each case one or more times by these groups and each one or more times by the above mentioned as substituents for the radicals R radicals (i), (ii ), (iii) and / or (v) may be substituted;
Arylen oder Hetarylen, das ebenfalls jeweils ein- oder mehrfach durch die Reste (i), (ii), (iii) und/oder (v) substituiert sein kann, wobei Hydroxy und Mercapto als Reste (v) ausgeschlossen sind.Arylene or hetarylene, which may also be monosubstituted or polysubstituted by the radicals (i), (ii), (iii) and / or (v), where hydroxy and mercapto are excluded as radicals (v).
Besonders bevorzugte Brückenglieder Z sind Arylenreste der FormelnParticularly preferred bridge members Z are arylene radicals of the formulas
in denen die Phenylen- oder Naphthylenringe ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl substituiert sein können und G eine chemische Bindung, Methylen oder Isopropylen bedeutet.in which the phenylene or naphthylene rings may be monosubstituted or polysubstituted by C 1 -C 6 -alkyl and G is a chemical bond, methylene or isopropylene.
Beispiele für besonders bevorzugte Brückenglieder Z sind im einzelnen:Examples of particularly preferred bridge members Z are in detail:
1 ,4-, 1 ,3- und 1 ,2-Phenylen, 1 ,4-[2,5-Di(tert.-butyl)]phenylen, 1 ,4-(2,5-Dihexyl)pheny- len, 1 ,4-[2,5-Di(tert.-octyl)]phenylen, 1 ,4-(2,5-Didodecyl)phenylen, 1 ,4-[2,5-Di(2-dode- cyl)]phenylen,1 ,4- und 1 ,8-Naphthylen, 4,4'-, 3,3'- und 2,2'-Biphenylen, 4,4'-Di(2,2',6,6'- tetramethyl)phenylen, 4,4'-Di(2,2',6,6'-tetraethyl)phenylen, 4,4'-Di(2,2',6,6'-tetraisopro- pyl)phenylen, 4,4'-Di(2,2',6,6'-tetrahexyl)phenylen, 4,4'-Di[2,2',6,6'-tetra(2-hexyl)]pheny- len, 4,4'-Di[2,2',6,6'-tetra(tert.-octyl)]phenylen, 4,4'-Di(2,2',6,6'-tetradodecyl)phenylen und 4,4'-Di[2,2',6,6'-tetra(2-dodecyl)]phenylen sowie1, 4, 1, 3 and 1, 2-phenylene, 1, 4- [2,5-di (tert-butyl)] phenylene, 1, 4- (2,5-dihexyl) phenylene, 1, 4- [2,5-di (tert-octyl)] phenylene, 1,4- (2,5-didodecyl) phenylene, 1,4- [2,5-di (2-dodecyl)] phenylene, 1, 4 and 1, 8-naphthylene, 4,4'-, 3,3'- and 2,2'-biphenylene, 4,4'-di (2,2 ', 6,6'-tetramethyl ) phenylene, 4,4'-di (2,2 ', 6,6'-tetraethyl) phenylene, 4,4'-di (2,2', 6,6'-tetraisopropyl) phenylene, 4,4 'Di (2,2', 6,6'-tetrahexyl) phenylene, 4,4'-di [2,2 ', 6,6'-tetra (2-hexyl)] phenylene 4,4'-di [2,2 ', 6,6'-tetra (tert-octyl)] phenylene, 4,4'-di (2,2', 6,6'-tetradodecyl) phenylene and 4,4'-di [2,2 ', 6,6'-tetra (2-dodecyl)] phenylene and
wobei R"" Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Phenyl bedeutet.where R "" is hydrogen, methyl, ethyl or phenyl.
Ganz besonders bevorzugte Brückenglieder Z sind 1 ,4-Phenylen und 4,4'-Di(2,2',6,6'- tetramethyl)phenylen.Very particularly preferred bridge members Z are 1, 4-phenylene and 4,4'-di (2,2 ', 6,6'-tetramethyl) phenylene.
Die Terrylenfarbstoffe Ib können wie die Terrylenfarbstoffe Ia zusätzlich durch (Het)Aryloxy- und (Het)Arylthioreste R substituiert sein.The terrylene dyes Ib, like the terrylene dyes Ia, may additionally be substituted by (Het) aryloxy and (Het) arylthio radicals R.
R sowie die weiteren in Formel Ib auftretenden Variablen haben dabei dieselbe Bedeu- tung wie in Formel Ia. Es gelten auch dieselben Bevorzugungen.R and the other variables occurring in formula Ib have the same meaning as in formula Ia. The same preferences apply.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe auf Terrylenbasis enthaltenden Fluoreszenzkonversionssolarzellen liegt darin, daß das eingestrahlte Sonnenlicht in langwellige NIR-Strahlung und damit an Silicium-Photovoltaikzellen besonders gut angepaßte Strahlung umgewandelt werden kann. So absorbieren die Terrylenfarbstoffe Ia bei etwa 480 bis 770 nm und emittieren bei etwa 650 bis 850 nm. Bei den Terrylen- farbstoffen Ib wird der Absorptionsbereich am kurzwelligen Ende bis auf etwa 400 nm erweitert und im Bereich von 400 bis 600 nm deutlich gegenüber den Terrylenfarbstof- fen Ia verstärkt.The advantage of the fluorescence conversion solar cells containing terrylene-based fluorescent dyes according to the invention lies in the fact that the irradiated sunlight can be converted into long-wave NIR radiation and radiation which is particularly well adapted to silicon photovoltaic cells. For example, the terrylene dyes Ia absorb at about 480 to 770 nm and emit at about 650 to 850 nm. In the case of the terrylene dyes Ib, the absorption range at the short-wave end is extended to about 400 nm and clearly in the range from 400 to 600 nm compared to the terrylene dye - Ia strengthened.
Eine besonders effiziente Umwandlung des Sonnenlichts ist zu erreichen, wenn die Terrylenfarbstoffe in Kombination mit kürzerwellig absorbierenden und emittierenden Fluoreszenzfarbstoffen, vor allem in Form einer Farbstoffkaskade, kombiniert werden.A particularly efficient conversion of sunlight can be achieved when the terrylene dyes are combined in combination with shorter wavelength absorbing and emitting fluorescent dyes, especially in the form of a dye cascade.
Für diese Farbstoffkombinationen eignen sich insbesondere Fluoreszenzfarbstoffe aus der Gruppe der Perylencarbonsäurederivate, Naphthalincarbonsäurederivate und (Iso)Violanthronderivate, wobei die Kombination mit Fluoreszenzfarbstoffen auf Pery- lenbasis bevorzugt ist.Fluorescent dyes from the group of the perylenecarboxylic acid derivatives, naphthalenecarboxylic acid derivatives and (iso) violanthrone derivatives are particularly suitable for these dye combinations, wherein the combination with perylene-based fluorescent dyes is preferred.
Als Fluoreszenzfarbstoffe auf Basis von Perylencarbonsäurederivaten (im folgenden "Perylenfarbstoffe" genannt) sind beispielsweise die Perylentetracarbonsäurediimide, Perylentetracarbonsäuremonoanhydridmonoimide, Perylentetracarbonsäuredianhydri- de, Perylendicarbonsäureimide, Perylen-3,4-dicarbonsäureanhydride, Perylendicar- bonsäureester, Perylendicarbonsäureamide und Perylenbausteine aufweisenden Mehrfachchromophore, die keine Terrylenbausteine enthalten, geeignet, wobei die Perylendicarbonsäureester bevorzugt, die Perylendicarbonsäureimide besonders bevorzugt und die Perylentetracarbonsäurediimide ganz besonders bevorzugt sind.Examples of fluorescent dyes based on perylenecarboxylic acid derivatives (referred to hereinafter as "perylene dyes") include perylenetetracarboximides, perylenetetracarboxylic monoanhydride monoimides, perylenetetracarboxylic dianhydrides, perylenedicarboximides, perylene-3,4-dicarboxylic anhydrides, perylenedicarboxylic esters, perylenedicarboxamides and multichromophores having perylene units and containing no terrylene building blocks. suitable, wherein the Perylenedicarboxylic acid esters are preferred, the perylenedicarboximides particularly preferred and the perylenetetracarboximides are very particularly preferred.
Die Perylendicarbonsäureimide leiten sich dabei von Perylen-3,4-dicarbonsäure und die Perylendicarbonsäureester und -amide von den isomeren Perylen-3,9- und -3,10- dicarbonsäuren ab.The perylenedicarboximides are derived from perylene-3,4-dicarboxylic acid and the perylenedicarboxylic acid esters and amides from the isomeric perylene-3,9- and 3,10-dicarboxylic acids.
Bei den Perylencarbonsäureimiden sind als Substituenten am Imidstickstoffatom wie bei den Terrylenfarbstoffen die Reste R' besonders geeignet. Es gelten auch dieselben Bevorzugungen.In the case of the perylenecarboximides, the radicals R 'are particularly suitable as substituents on the imide nitrogen atom, as in the terrylene dyes. The same preferences apply.
Die Perylenfarbstoffe können wie die Terrylenfarbstoffe Ia unsubstituiert sein. Vorzugsweise sind sie jedoch durch 1 bis 5 (im Fall der Perylentetracarbonsäurediimide vor allem 2 oder 4) (Het)Aryloxy- oder (Het)Arylthioreste R substituiert.The perylene dyes may be unsubstituted as the terrylene dyes Ia. Preferably, however, they are substituted by 1 to 5 (in the case of perylenetetracarboximides, especially 2 or 4) (Het) aryloxy or (het) arylthio radicals R.
Weiterhin können die Perylenfarbstoffe auch durch Cyanogruppen substituiert sein. Diese Substitution hat besondere Bedeutung für Perylendicarbonsäureimide und Perylendicarbonsäureester.Furthermore, the perylene dyes may also be substituted by cyano groups. This substitution is of particular importance for perylenedicarboximides and perylenedicarboxylic acid esters.
Als Beispiele für besonders geeignete Perylenfarbstoffe seien genannt:Examples of particularly suitable perylene dyes are:
N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurediimid, N,N'-Bis(2,6- dimethylphenyl)perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurediimid, N,N'-Bis(7-tridecyl)perylen- 3,4:9, 10-tetracarbonsäurediimid, N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1 ,6,7,12-tetra(4-tert.- octylphenoxy)perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurediimid, N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)- 1 ,6,7,12-tetraphenoxyperylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurediimid, N,N'-Bis(2,6-diisopro- pylphenyl)-1 ,6- und -1 ,7-bis(4-tert.-octylphenoxy)perylen-3, 4:9,10-tetracarbonsäure- diimid, N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1 ,6- und -1 ,7-bis(2,6-diisopropylphenoxy)- perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurediimid, N-(2,6-Diisopropylphenyl)perylen-3,4-dicar- bonsäureimid, N-(2,6-Diisopropylphenyl)-9-phenoxyperylen-3,4-dicarbonsäureimid, N- (2,6-Diisopropylphenyl)-9-(2,6-diisopropylphenoxy)perylen-3,4-dicarbonsäureimid, N- (2,6-Diisopropylphenyl)-9-cyanoperylen-3,4-dicarbonsäureimid, N-(7-Tridecyl)-9-phen- oxyperylen-3,4-dicarbonsäureimid, Perylen-3,9- und -3,10-dicarbonsäurediisobutyl- ester, 4,10-Dicyanoperylen-3,9- und 4,9-Dicyanoperylen-3,10-dicarbonsäurediisobutyl- ester und Perylen-3,9- und -3,10-dicarbonsäuredi(2,6-diisopropylphenyl)amid.N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) perylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic acid diimide, N, N'-bis (2,6-dimethylphenyl) perylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic acid diimide, N, N'-bis (7-tridecyl) perylene-3,4: 9, 10-tetracarboxylic diimide, N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) -1, 6,7,12-tetra (4-tert octylphenoxy) perylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic diimide, N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) -1,6,7,12-tetraphenoxyperylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic diimide, N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) -1,6- and -1, 7-bis (4-tert-octylphenoxy) perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic diimide, N , N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) -1, 6- and -1, 7-bis (2,6-diisopropylphenoxy) perylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic diimide, N- (2,6 -Diisopropylphenyl) perylene-3,4-dicarboxylic acid imide, N- (2,6-diisopropylphenyl) -9-phenoxyperylene-3,4-dicarboximide, N- (2,6-diisopropylphenyl) -9- (2,6- diisopropylphenoxy) perylene-3,4-dicarboximide, N- (2,6-diisopropylphenyl) -9-cyano-3,4-dicarboxylic acid imide, N- (7-tridecyl) -9-phenoxy-3,4-dicarboxylic acid imide, perylene-3 Diisobutyl, 9- and 3,10-dicarboxylates, 4,10-dicyano-perylene-3,9- and 4,9-dicyano-perylene-3,10-dicarboxylic acid diisobutyl esters and perylene-3,9- and 3,10- dicarboxylic acid (2,6-diisopropylphenyl) amide.
Die Mehrfachchromophore auf Perylenbasis sind vorzugsweise analog zu den mehr- fachchromophoren Terrylenfarbstoffen Ib aus einem zentralen Perylenchromophor und daran gebundenen Naphthalimidchromophoren aufgebaut. Dabei können die Naphthal- imidchromophore über die Gruppierung -Y-Z-Y- an direkt an das Ringgerüst des Pe- rylenchromophors (2 bis 4 Naphthalimide) und/oder über die Gruppierung -Z-Y- an die Imidstickstoffatome eines zentralen Perylentetracarbonsäureimids, an die Amidstick- stoffatome eines zentralen Perylendicarbonsäureamids oder an die Hydroxylsauerstoff- atome einer zentralen Perylen-3,9/3,10-dicarbonsäure (Veresterung) gebunden sein.The perylene-based multiple chromophores are preferably constructed analogously to the multichromophoric terrylene dyes Ib from a central perylene chromophore and naphthalimide chromophores bound thereto. The naphthalene imidchromophores can be attached via the grouping -YZY- directly to the ring skeleton of the phraryl chromophore (2 to 4 naphthalimides) and / or via the grouping -ZY- to the imide nitrogen atoms of a central perylenetetracarboximide, to the amide stick atoms of a central perylenedicarboxamide or to the hydroxyl oxygen atoms of a central perylene-3,9 / 3,10-dicarboxylic acid (esterification).
Der Perylenchromophor kann dabei ebenfalls zusätzlich durch (Het)Aryloxy- oder (Het)Arylthioreste R substituiert sein. Im Fall der Mehrfachchromophore auf Esterbasis ist auch eine Substitution durch Halogen oder Cyano in den 4,10/4,9-Positionen möglich.The perylene chromophore can also be substituted by (Het) aryloxy or (Het) arylthio radicals R. In the case of ester-based multiple chromophores, substitution by halogen or cyano in the 4,10 / 4,9 positions is also possible.
Die Perylenfarbstoffe sind allgemein bekannt bzw. in den älteren deutschen Patentan- meidungen 10 2005 032 583.1 (Substitution mit ortho.ortho'-disubstituiertenThe perylene dyes are generally known or in the older German Patentanimidations 10 2005 032 583.1 (substitution with ortho.ortho'-disubstituted
(Thio)Phenoxyresten R) und 10 2005 037 1 15.9 (Mehrfachchromophore) beschrieben.(Thio) phenoxy radicals R) and 10 2005 037 1 15.9 (multiple chromophores) described.
Sie absorbieren üblicherweise im Wellenlängenbereich von 360 bis 630 nm und emittieren bei etwa 470 bis 750 nm. Bei den mehrfachchromophoren Perylenfarbstoffen reicht die Absorption bis in den Bereich von etwa 300 nm.They usually absorb in the wavelength range from 360 to 630 nm and emit at about 470 to 750 nm. In the multichromophoric perylene dyes, the absorption extends into the range of about 300 nm.
Durch die Kombination von Terrylen- und Perylenfarbstoffen kann also Sonnenlicht im Bereich von 360 bis 770 nm absorbiert und in NIR-Strahlung umgewandelt werden.Sunlight in the range of 360 to 770 nm can therefore be absorbed by the combination of terrylene and perylene dyes and converted into NIR radiation.
Für diese Kombination eignen sich nicht nur die Perylenfarbstoffe selbst, sondern auch Fluoreszenzfarbstoffe mit verwandten Strukturen, insbesondere solche auf Basis von Violanthronen und Isoviolanthronen, wie sie in der EP-A-073 007 beschrieben sind.Not only the perylene dyes themselves are suitable for this combination, but also fluorescent dyes with related structures, in particular those based on violanthrones and isoviolanthrones, as described in EP-A-073 007.
Als besonders geeignete Beispiele seien alkoxylierte Violanthrone und Isoviolanthrone, wie 6,15-Didodecyloxyisoviolanthrendion-(9,18) genannt.Particularly suitable examples are alkoxylated violanthrones and isoviolanthrones, such as 6,15-didodecyloxyisoviolanthrenone- (9,18) called.
Schließlich können auch Fluoreszenzfarbstoffe auf Basis von Naphthalincarbonsäurederivaten in Kombination mit den Terrylenfarbstoffen und gewünschtenfalls Perylenfarbstoffen und/oder (Iso)Violanthronen eingesetzt werden.Finally, it is also possible to use fluorescent dyes based on naphthalenecarboxylic acid derivatives in combination with the terrylene dyes and, if desired, perylene dyes and / or (iso) violanthrones.
Die Fluoreszenzfarbstoffe auf Naphthalinbasis absorbieren im UV-Bereich bei Wellenlängen von etwa 300 bis 420 nm und emittieren bei etwa 380 bis 520 nm. Sie bewirken nicht nur eine Umwandlung des UV-Lichts in längerwelliges Licht, sondern bilden vor allem auch einen wirksamen UV-Schutz für die erfindungsgemäßen Fluoreszenzkon- Versionssolarzellen.The naphthalene-based fluorescent dyes absorb in the UV range at wavelengths of about 300 to 420 nm and emit at about 380 to 520 nm. They not only cause the conversion of UV light into longer-wave light, but above all provide effective UV protection for the fluorescence Kon- version solar cells according to the invention.
Auch bei den Naphthalincarbonsäurederivaten sind die Imide, also die Naphthalin- 1 ,8:4,5-tetracarbonsäurediimide und insbesondere die Naphthalin-1 ,8-dicarbonsäure- imide (im folgenden kurz "Naphthalimide" genannt), bevorzugt.The imides, ie the naphthalene-1, 8: 4,5-tetracarboxylic diimides and in particular the naphthalene-1, 8-dicarboxylic acid imides (referred to below as "naphthalimides" for short) are also preferred for the naphthalenecarboxylic acid derivatives.
Die Naphthalimide, insbesondere die Naphthalin-1 ,8:4,5-tetracarbonsäurediimide, können ebenfalls im Naphthalingerüst unsubstituiert sein. Bevorzugt tragen vor allem die Naphthalindicarbonsäureimide jedoch 1 oder vorzugsweise 2 Alkoxy-, Aryloxy- oder Cyanogruppen als Substituenten.The naphthalimides, in particular the naphthalene-1, 8: 4,5-tetracarboxylic diimides, may also be unsubstituted in the naphthalene skeleton. Preferably wear especially the Naphthalenedicarbonsäureimide but 1 or preferably 2 alkoxy, aryloxy or cyano groups as substituents.
Die Alkoxygruppen weisen insbesondere 1 bis 24 C-Atome auf. Bei den Aryloxygrup- pen sind Phenoxyreste bevorzugt, die unsubstituiert oder substituiert sein können.The alkoxy groups have in particular 1 to 24 C atoms. Preferred aryloxy groups are phenoxy radicals which may be unsubstituted or substituted.
Als Beispiele für besonders geeignete Naphthalimide seien genannt:Examples of particularly suitable naphthalimides are:
N-(2-Ethylhexyl)-4,5-dimethoxynaphthalin-1 ,8-dicarbonsäureimid, N-(2,6-Diisopropyl- phenyl)-4,5-dimethoxynaphthalin-1 ,8-dicarbonsäureimid, N-(7-Tridecyl)-4,5-dimethoxy- naphthalin-1 ,8-dicarbonsäureimid, N-(2,6-Diisopropylphenyl)-4,5-diphenoxynaphthalin- 1 ,8-dicarbonsäureimid und N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1 ,8:4,5-naphthalintetra- carbonsäurediimid.N- (2-ethylhexyl) -4,5-dimethoxynaphthalene-1,8-dicarboximide, N- (2,6-diisopropylphenyl) -4,5-dimethoxynaphthalene-1,8-dicarboximide, N- (7-tridecyl ) -4,5-dimethoxynaphthalene-1,8-dicarboximide, N- (2,6-diisopropylphenyl) -4,5-diphenoxynaphthalene-1, 8-dicarboximide and N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl ) -1, 8: 4,5-naphthalene tetracarboxylic diimide.
Die Konzentration der Fluoreszenzfarbstoffe wird bevorzugt so eingestellt, daß die Extinktion über die Schichtdicke der mit dem jeweiligen Fluoreszenzfarbstoff dotierten Polymerplatte über einen möglichst breiten Spektralbereich nahe 1 ist, und ist damit von den Dimensionen der Polymerplatten abhängig, die etwa 5 bis 100 cm, bevorzugt 5 bis 30 cm, in Länge und Breite und etwa 1 bis 20 mm, vorzugsweise 1 bis 10 mm, in der Dicke betragen kann.The concentration of the fluorescent dyes is preferably adjusted such that the extinction over the layer thickness of the polymer plate doped with the respective fluorescent dye is close to 1 over the widest possible spectral range, and is thus dependent on the dimensions of the polymer plates, which are about 5 to 100 cm, preferably 5 can be up to 30 cm, in length and width and about 1 to 20 mm, preferably 1 to 10 mm in thickness.
Die Farbstoffkonzentration liegt dementsprechend in der jeweiligen Polymerplatte üblicherweise bei 10 bis 20 000 ppm, bevorzugt bei 50 bis 1 000 ppm und besonders bevorzugt bei 100 bis 500 ppm.Accordingly, the dye concentration in the respective polymer plate is usually 10 to 20,000 ppm, preferably 50 to 1,000 ppm, and more preferably 100 to 500 ppm.
Bei polymerbeschichteten Glasplatten liegt die Konzentration des Fluoreszenzfarbstoffs in der Polymerbeschichtung typischerweise bei etwa 10 000 ppm, die Dicke der Polymerbeschichtung beträgt üblicherweise etwa 100 bis 300 μm.In the case of polymer-coated glass plates, the concentration of the fluorescent dye in the polymer coating is typically about 10,000 ppm, and the thickness of the polymer coating is usually about 100 to 300 μm.
Die mit den Fluoreszenzfarbstoffen dotierten Polymerplatten bzw. die auf den Glasplatten aufgebrachte, die Fluoreszenzfarbstoffe enthaltende Polymerbeschichtung besteht vorzugsweise aus farblosen transparenten thermoplastischen Polymeren.The polymer plates doped with the fluorescent dyes or the polymer coating containing the fluorescent dyes applied to the glass plates preferably consist of colorless transparent thermoplastic polymers.
Beispiele für bevorzugte thermoplastische Polymere sind Acrylharze, Styrolpolymere, Polycarbonate, Polyamide, Polyester, thermoplastische Polyurethane, Polyethersulfo- ne, Polysulfone, Vinylpolymere oder deren Mischungen, wobei die Acrylharze und die Polycarbonate besonders geeignet sind.Examples of preferred thermoplastic polymers are acrylic resins, styrene polymers, polycarbonates, polyamides, polyesters, thermoplastic polyurethanes, Polyethersulfone ne, polysulfones, vinyl polymers or mixtures thereof, wherein the acrylic resins and the polycarbonates are particularly suitable.
Als geeignete Acrylharze seien die Polyalkyl- und/oder -arylester der (Meth)Acrylsäure, Poly(meth)acrylamide und Poly(meth)acrylnitril genannt. Bevorzugte Acrylharze sind Polyalkylmethacrylate, wie Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polyethylmethacrylat (PEMA), auch in schlagzäh modifizierter Form, wobei PMMA und schlagzähmodifizier- tes PMMA (HI(High Impact)-PMMA) besonders bevorzugt sind. Vorzugsweise enthält das PMMA einen Anteil von in der Regel nicht mehr als 20 Gew.-% an (Meth)Acrylat- comonomeren wie n-Butyl(meth)acrylat oder Methylacrylat. HI-PMMA ist durch geeignete Zusätze schlagzäh ausgerüstet. Als Schlagzähmodifier kommen z.B. EPDM- Kautschuke, Polybutylacrylate, Polybutadien, Polysiloxane oder Methacrylat/Buta- dien/Styrol(MBS)- und Methacrylat/Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymerisate in Frage. Geeignete schlagzähmodifizierte PMMA sind beispielsweise beschrieben von M. Stickler, T. Rhein in Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry Vol. A21 , Seiten 473-486, VCH Publishers Weinheim, 1992, und H. Domininghaus, Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften, VDI-Verlag Düsseldorf, 1992. Geeignete Polymethylmethacrylate sind dem Fachmann im übrigen bekannt und z.B. unter den Handelsmarken Altuglas® (Arkema) und Plexiglas® (Röhm) erhältlich.Suitable acrylic resins include the polyalkyl and / or aryl esters of (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylamides and poly (meth) acrylonitrile. Preferred acrylic resins are polyalkyl methacrylates, such as polymethyl methacrylate (PMMA) and polyethyl methacrylate (PEMA), also in impact-modified form, with PMMA and impact-modified PMMA (HI (High Impact) PMMA) are particularly preferred. Preferably, the PMMA contains a proportion of usually not more than 20 wt .-% of (meth) acrylate comonomers such as n-butyl (meth) acrylate or methyl acrylate. HI-PMMA is impact-resistant with suitable additives. Suitable impact modifiers are, for example, EPDM rubbers, polybutyl acrylates, polybutadiene, polysiloxanes or methacrylate / butadiene / styrene (MBS) and methacrylate / acrylonitrile / butadiene / styrene copolymers. Suitable impact-modified PMMA are described, for example, by M. Stickler, T.Rhein in Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry Vol. A21, pages 473-486, VCH Publishers Weinheim, 1992, and H. Domininghaus, Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften, VDI-Verlag Dusseldorf , 1992. Suitable polymethyl those skilled in the rest of known and available, for example under the trademarks Altuglas ® (Arkema) and Plexiglas ® (Rohm).
Als Styrolpolymere kommen alle (Co)Polymeren in Frage, die vollständig oder in Teilen aus vinylaromatischen Verbindungen aufgebaut sind. Geeignete vinylaromatische Verbindungen sind z.B. Styrol und Styrolderivate wie ein- oder mehrfach alkyl- und/oder halogensubstituiertes Styrol sowie entsprechende Naphthylverbindungen. Bevorzugt wird auf Styrolcopolymerisate zurückgegriffen. Hierzu zählen beispielsweise Pfropfco- polymerisate von Acrylnitril und Styrol auf Butadienkautschuke, auch als ABS-PoIy- merisate bekannt (z.B. Terluran® (BASF)), Pfropfcopolymerisate von Styrol und Acrylnitril auf Polyalkylacrylatkautschuke, auch als ASA-Polymerisate bekannt (z.B. Luran® S (BASF)), oder Styrol-Acrylnitril-Copolymerisate, auch SAN-Copolymerisate genannt (z.B. Luran® (BASF)).As styrene polymers are all (co) polymers in question, which are composed completely or in part of vinyl aromatic compounds. Suitable vinylaromatic compounds are, for example, styrene and styrene derivatives, such as mono- or polyalkyl- and / or halogen-substituted styrene, and corresponding naphthyl compounds. Preference is given to using styrene copolymers. Examples of these include graft copolymers of acrylonitrile and styrene on butadiene rubbers, also known as ABS-poly merisate known (for example Terluran ® (BASF)), graft copolymers of styrene and acrylonitrile on polyalkyl, also called ASA polymers known (eg Luran ® S ( BASF)), or styrene-acrylonitrile copolymers, also called SAN copolymers (eg Luran ® (BASF)).
Geeignete Polycarbonate sind an sich bekannt. Unter Polycarbonaten im Sinne der Erfindung fallen auch Copolycarbonate. Die (Co)Polycarbonate haben vorzugsweise ein Molekulargewicht (Gewichtsmittelwert Mw, bestimmt mittels Gelpermeationschro- matographie in Tetrahydrofuran gegen Polystyrolstandards) im Bereich von 10 000 bis 200 000 g/mol. Bevorzugt liegt Mw im Bereich von 15 000 bis 100 000 g/mol. Dies ent- spricht relativen Lösungsviskositäten im Bereich von 1 ,1 bis 1 ,5, bevorzugt von 1 ,15 bis 1 ,33, jeweils gemessen in 0,5 gew.-%iger Lösung in Dichlormethan bei 25°C.Suitable polycarbonates are known per se. Polycarbonates within the meaning of the invention also include copolycarbonates. The (co) polycarbonates preferably have a molecular weight (weight average M w , determined by gel permeation chromatography in tetrahydrofuran against polystyrene standards) in the range from 10,000 to 200,000 g / mol. Preferably M w is in the range of 15,000 to 100,000 g / mol. This corresponds to relative solution viscosities in the range of 1, 1 to 1, 5, preferably from 1 15 to 1, 33, in each case measured in 0.5 wt .-% solution in dichloromethane at 25 ° C.
Polycarbonate sind z.B. entsprechend den Verfahren der DE-C-1 300 266 durch Grenzflächenpolykondensation oder gemäß dem Verfahren der DE-A-14 95 730 durch Umsetzung von Diphenylcarbonat mit Bisphenolen erhältlich. Bevorzugtes Bisphenol ist 2,2-Di(4-hydroxyphenyl)propan, üblicherweise als Bisphenol A bezeichnet.Polycarbonates are e.g. according to the process of DE-C-1 300 266 by interfacial polycondensation or according to the process of DE-A-14 95 730 by reaction of diphenyl carbonate with bisphenols obtainable. Preferred bisphenol is 2,2-di (4-hydroxyphenyl) propane, commonly referred to as bisphenol A.
Anstelle von Bisphenol A können auch andere aromatische Dihydroxyverbindungen verwendet werden, insbesondere 2,2-Di(4-hydroxyphenyl)pentan, 2,6-Dihydroxy- naphthalin, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfan, 4,4'-Dihydroxydiphenylether, 4,4'-Dihydroxy- diphenylsulfit, 4,4'-Dihydroxydiphenylmethan, 1 ,1-Di-(4-hydroxyphenyl)ethan, 4,4- Dihydroxydiphenyl oder Dihydroxydiphenylcycloalkane, bevorzugt Dihydroxydiphenyl- cyclohexane oder Dihydroxycyclopentane, insbesondere 1 ,1-Bis(4-hydroxyphenyl)- 3,3,5-trimethylcyclohexan, sowie Mischungen der vorgenannten Dihydroxyverbindun- gen.Instead of bisphenol A, it is also possible to use other aromatic dihydroxy compounds, in particular 2,2-di (4-hydroxyphenyl) pentane, 2,6-dihydroxynaphthalene, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfane, 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 4,4 'Dihydroxydiphenylsulfite, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 1,1-di- (4-hydroxyphenyl) ethane, 4,4-dihydroxydiphenyl or dihydroxydiphenylcycloalkanes, preferably dihydroxydiphenyl cyclohexanes or dihydroxycyclopentanes, in particular 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, and also mixtures of the abovementioned dihydroxy compounds.
Besonders bevorzugte Polycarbonate sind solche auf der Basis von Bisphenol A oder Bisphenol A zusammen mit bis zu 80 mol-% der vorstehend genannten aromatischen Dihydroxyverbindungen.Particularly preferred polycarbonates are those based on bisphenol A or bisphenol A together with up to 80 mol% of the abovementioned aromatic dihydroxy compounds.
Es können auch Copolycarbonate gemäß der US-A-3 737 409 verwendet werden. Von besonderem Interesse sind Copolycarbonate auf der Basis von Bisphenol A und Bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)sulfon und/oder 1 ,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5- trimethylcyclohexyl, die sich durch hohe Wärmeformbeständigkeit auszeichnen.It is also possible to use copolycarbonates according to US Pat. No. 3,737,409. Of particular interest are copolycarbonates based on bisphenol A and bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) sulfone and / or 1, 1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexyl, which are characterized by high heat resistance.
Kommerziell erhältlich sind z.B. die Polycarbonate Makrolon® (Bayer) und Lexan® (GE Plastics).Are commercially available, for example, the polycarbonates Makrolon ® (Bayer) and Lexan ® (GE Plastics).
Geeignete Polyamide (PA) können Polykondensationsprodukte von Diaminen und Di- carbonsäuren, z.B. Adipinsäure und Hexamethylendiamin, oder von Aminosäuren, z.B. Aminoundecansäure, sein oder durch ringöffnende Polymerisation von Lactamen, z.B. Caprolactam oder Laurinlactam, hergestellt werden. Beispielhaft seien Ultramid® (BASF), Zytel® und Minion® (Du Pont), Sniamid®, Technyl® und Amodel® (Nyltech), Durethan® (Bayer), Akulon® und Stanyl® (DSM), Grilon®, Grilamid® und Grivory® (EMS), Orgamid® und Rilsan® (Atochem) und Nivionplast® (Enichem) genannt.Suitable polyamides (PA) may be polycondensation products of diamines and dicarboxylic acids, for example adipic acid and hexamethylenediamine, or of amino acids, for example aminoundecanoic acid, or be prepared by ring-opening polymerization of lactams, for example caprolactam or laurolactam. Examples are Ultramid ® (BASF), Zytel ® and Minion ® (Du Pont), Sniamid ®, Technyl ® and Amodel ® (Nyltech) Durethan ® (Bayer), Akulon ® and Stanyl ® (DSM), Grilon ®, Grilamid ® and Grivory ® (EMS), Orgamid ® and Rilsan ® (Atochem) and Nivionplast ® (Enichem) called.
Als Polyamide können auch Mischungen aus Polyamiden und Polyethylenionomeren, z.B. Ethen/Methacrylsäure-Copolymere, enthaltend beispielsweise Natrium-, Zink- und/oder Lithiumgegenionen (z.B. Surlyn® (DuPont)) eingesetzt werden.Polyamides, mixtures of polyamides and polyethylene ionomers such as ethene / methacrylic acid copolymers containing, for example, sodium, zinc and / or lithium counter ions (such as Surlyn ® (DuPont)) are used.
Als Polyester sind die höher- bis hochmolekularen Veresterungsprodukte von zweiwer- tigen Säuren, insbesondere Terephthalsäure, mit zweiwertigen Alkoholen, vor allem Ethylenglykol, geeignet. Unter den Polyalkylenterephthalaten ist Polyethylenterephtha- lat (PET; Arnite® (Akzo), Grilpet® (EMS-Chemie), Valox® (GEP)) besonders geeignet.Suitable polyesters are the higher to high molecular weight esterification products of dibasic acids, in particular terephthalic acid, with dihydric alcohols, especially ethylene glycol. Among the polyalkylene is polyethylene terephthalate (pet; Arnite® ® (Akzo), Grilpet ® (EMS-Chemie), Valox ® (GEP)) is particularly suitable.
Thermoplastische Polyurethane (TPU) sind schließlich die Umsetzungsprodukte von Diisocyanaten und langkettigen Diolen. Gegenüber den aus Polyisocyanaten (enthaltend mindestens drei Isocyanatgruppen) und mehrwertigen Alkoholen (enthaltend mindestens drei Hydroxygruppen), insbesondere Polyether- und Polyesterpolyolen, Polyurethan-Schäumen weisen thermoplastische Polyurethane keine oder nur eine geringfügige Vernetzung auf und verfügen demgemäß über eine lineare Struktur. Thermoplas- tische Polyurethane sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und finden sich z.B. im Kunststoff-Handbuch, Band 7, Polyurethane, Hrsg. G. Oertel, 2. Aufl., Carl Hanser Ver- lag, München, 1983, insbesondere auf den Seiten 428-473, beschrieben. Als im Handel erhältliches Produkt sei hier z.B. Elastolan® (Elastogran) genannt.Thermoplastic polyurethanes (TPU) are finally the reaction products of diisocyanates and long-chain diols. Compared with those of polyisocyanates (containing at least three isocyanate groups) and polyhydric alcohols (containing at least three hydroxyl groups), in particular polyether and polyester polyols, polyurethane foams thermoplastic polyurethanes have little or no crosslinking and therefore have a linear structure. Thermoplastic polyurethanes are well known to the person skilled in the art and can be found, for example, in the Kunststoff-Handbuch, Volume 7, Polyurethane, ed. G. Oertel, 2nd ed., Carl Hanser Verlag. Munich, 1983, in particular on pages 428-473 described. As a commercially available product is here called eg Elastolan ® (Elastogran).
Die Polymerklassen der Polyethersulfone und Polysulfone sind dem Fachmann eben- falls bekannt und unter den Handelsnamen Ultrason® E und Ultrason® S (BASF) kommerziell erhältlich.The polymer classes of polyethersulfones and polysulfones those skilled likewise known and commercially available under the trade name Ultrason ® E and Ultrason ® S (BASF).
Als geeignetes Vinylpolymer sei schließlich beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC) genannt.Finally, polyvinyl chloride (PVC) may be mentioned as a suitable vinyl polymer, for example.
Gewünschtenfalls kann das Polymermaterial zusätzlich stabilisierende Additive enthalten.If desired, the polymer material may additionally contain stabilizing additives.
Besonders geeignete Additive sind Lichtschutzmittel (UV-A- und/oder UV-B-Absorber) und Oxidationsschutzmittel.Particularly suitable additives are light stabilizers (UV-A and / or UV-B absorbers) and antioxidants.
Vorzugsweise sind diese Additive farblos oder weisen nur eine geringe Eigenfärbung auf (keine oder nur geringe Absorption im sichtbaren Bereich). Hohe Migrationsechtheit und Temperaturbeständigkeit sind weitere bevorzugte Eigenschaften dieser Additive.Preferably, these additives are colorless or have only a slight intrinsic color (no or only slight absorption in the visible range). High migration fastness and temperature resistance are further preferred properties of these additives.
Als Beispiele für geeignete Lichtschutzmittel seien die bekannten Klassen der sterisch gehinderten Amine, der Benzophenone und der Benzotriazole genannt.Examples of suitable light stabilizers include the known classes of sterically hindered amines, benzophenones and benzotriazoles.
Die Lichtschutzmittel auf Basis von sterisch gehinderten Aminen (HALS) enthalten als wesentlichen Baustein ein 2,6-dialkylsubstituiertes, insbesondere ein 2,6-dimethylsub- stituiertes, Piperidin, das in 4-Position über die verschiedensten Brückenglieder mit weiteren Piperidinbausteinen verknüpft ist. Die Additive aus dieser Gruppe wirken gleichzeitig als Antioxidantien. Beispiele für besonders geeignete Handelsprodukte sind Tinuvin® 123, 571 , 770, 765 und 622 (Ciba).The light stabilizers based on sterically hindered amines (HALS) contain as essential building block a 2,6-dialkyl-substituted, in particular a 2,6-dimethyl-substituted, piperidine which is linked in the 4-position via the various bridge members with further piperidine units. The additives from this group act simultaneously as antioxidants. Examples of particularly suitable commercial products are Tinuvin ® 123, 571, 770, 765 and 622 (Ciba).
Bei den Lichtschutzmitteln auf Basis Benzophenon handelt es sich um 2-Hydroxy- und 2,2'-Dihydroxybenzophenon, das durch weitere Hydroxy- oder Alkoxygruppen substituiert sein kann. Als besonders geeignetes Beispiel sei das Handelsprodukt Uvinul® 3008 (BASF) genannt.The benzophenone based light stabilizers are 2-hydroxy- and 2,2'-dihydroxybenzophenone which may be substituted by further hydroxy or alkoxy groups. A particularly suitable example is the commercial product Uvinul ® 3008 (BASF).
Die Lichtschutzmittel auf Basis Benzotriazol tragen am mittleren Stickstoffatom einen 2-Hydroxylphenylrest, der in 5- und gegebenenfalls auch in 3-Stellung durch vorzugsweise tertiäre Alkylgruppen substituiert sein kann. Beispiele für besonders geeignete Handelsprodukte sind Tinuvin® P, 571 , 350 und 234 (Ciba) sowie Cyasorb® UV 541 1 (Cytec). Als Beispiele für geeignete Oxidationsschutzmittel seien die bekannten Klassen der sterisch gehinderten Phenole und der Phosphite und Phosphonite genannt.The light stabilizers based on benzotriazole carry on the central nitrogen atom, a 2-Hydroxylphenylrest which may be substituted in 5- and optionally also in the 3-position by preferably tertiary alkyl groups. Examples of particularly suitable commercial products include Tinuvin ® P, 571, 350 and 234 (Ciba), and Cyasorb ® UV 541 1 (Cytec). Examples of suitable antioxidants include the known classes of sterically hindered phenols and phosphites and phosphonites.
Die Oxidationsschutzmittel auf Basis sterisch gehinderter Phenole enthalten als we- sentlichen Baustein ein durch mindestens eine tert.-Butylgruppe in ortho-Position, insbesondere durch tert.-Butylgruppen in beiden ortho-Positionen, zur OH-Gruppe substituiertes Phenol. Die meisten bekannten Produkte enthalten mehrere dieser Bausteine, die über verschiedene Brückenglieder miteinander verbunden sind. Besonders geeignete Handelsprodukte dieser Klasse sind z.B. Irganox® 1076, 1010 und 245 (Ciba).The antioxidants based on sterically hindered phenols contain, as an essential building block, a phenol substituted by at least one tert-butyl group in the ortho position, in particular by tert-butyl groups in both ortho positions, to the OH group. Most known products contain several of these building blocks, which are interconnected by different bridge members. Particularly suitable commercial products of this class are, for example, Irganox ® 1076, 1010 and 245 (Ciba).
Bei den Oxidationsschutzmitteln auf Basis von Phosphiten und Phosphoniten handelt es sich üblicherweise um die Ester der entsprechenden Phosphorsäuren mit alkyl- substituierten, insbesondere tert.-butylsubstituierten, Phenolen. Als besonders geeignete Handelsprodukte seien Irgaphos® 168 und P-EPQ (Ciba) genannt.The antioxidants based on phosphites and phosphonites are usually the esters of the corresponding phosphoric acids with alkyl-substituted, in particular tert-butyl, substituted phenols. Particularly suitable commercial products Irgaphos® ® 168 and P-EPQ (Ciba) may be mentioned.
Wenn derartige Additive in den erfindungsgemäßen Fluoreszenzkonversionssolarzellen eingesetzt werden, liegt ihre Einsatzmenge üblicherweise bei 500 bis 5 000 ppm, vorzugsweise 1 000 bis 3 000 ppm, bezogen auf die Polymermatrix.When such additives are used in the fluorescent conversion solar cells of the present invention, their amount of use is usually 500 to 5,000 ppm, preferably 1,000 to 3,000 ppm, based on the polymer matrix.
Die die Fluoreszenzfarbstoffe enthaltenden Polymerplatten können auf bekannte Weise hergestellt werden. Z.B. können PMMA-Platten nach dem Gießverfahren oder durch Extrusion erhalten werden. Die Extrusion ist auch das bevorzugte Verfahren für die Herstellung von Polycarbonatplatten.The polymer plates containing the fluorescent dyes can be prepared in a known manner. For example, PMMA sheets can be obtained by the casting process or by extrusion. Extrusion is also the preferred method for the production of polycarbonate sheets.
Mit dem fluoreszenzfarbstoffhaltigen Polymer beschichtete Glasplatten können ebenfalls nach bekannten Methoden erzeugt werden. Dabei wird eine Polymerlösung z.B. mit einem Rakel auf die Glasplatte aufgebracht und anschließend getrocknet.Glass plates coated with the fluorescent dye-containing polymer can likewise be produced by known methods. In this case, a polymer solution, e.g. applied to the glass plate with a squeegee and then dried.
Beispielexample
Zunächst wurden zwei mit verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffen dotierte PMMA- Platten nach dem Gießverfahren hergestellt.First, two PMMA plates doped with different fluorescent dyes were prepared by the casting method.
Dazu wurde jeweils 1 kg eines PMMA-Präpolymers in Form einer 10 gew.-%igen Lö- sung in MMA bei 10°C mit 8 g Azobisisobutyronitril, (1 ) 300 ppm N,N'-Bis(2,6-diiso- propylphenyl)-1 ,6,7,12-tetraphenoxyperylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurediimid und 300 ppm N-(2,6-Diisopropylphenyl)-9-cyanoperylen-3,4:9,10-dicarbonsäureimid bzw. (2) 120 ppm N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1 , 6,9,14-tetra(2, 6-diisopropylphenoxy)- terrylen-3,4:1 1 ,12-tetracarbonsäurediimid versetzt. Die Mischung wurde so lange bei 10°C gerührt, bis alle Bestandteile gelöst waren (etwa 3 h). Die erhaltene Lösung wurde zwischen zwei planparallele Silikatglasplatten (50 cm x 40 cm) und einen den Hohlraum zwischen den Silikatplatten versiegelnden, 0,2 cm dicken Abstandshalter ge- spritzt. Die Gußform wurde 2 h in ein 70°C heißes Wasserbad gestellt und dann zur Vervollständigung der Polymerisation weitere 0,5 h bei 1 10°C gelagert. Nach komplettem Auskühlen wurde aus der erhaltenen Platte eine 5 cm x 10 cm große Platte ausgesägt, deren Ränder poliert wurden.For this purpose, in each case 1 kg of a PMMA prepolymer in the form of a 10% strength by weight solution in MMA at 10 ° C. with 8 g of azobisisobutyronitrile, (1) 300 ppm of N, N'-bis (2,6-diisobutyl). propylphenyl) -1,6,7,12-tetraphenoxyperylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic diimide and 300 ppm of N- (2,6-diisopropylphenyl) -9-cyanoperylene-3,4: 9,10-dicarboxylic acid imide or (2) 120 ppm of N, N'-bis (2,6-diisopropylphenyl) -1,6,9,14-tetra (2,6-diisopropylphenoxy) - terrylene-3,4: 1 1, 12-tetracarboxylic added. The mixture was stirred at 10 ° C until all ingredients were dissolved (about 3 hours). The resulting solution was placed between two plane-parallel silicate glass plates (50 cm x 40 cm) and a 0.2 cm thick spacer sealing the cavity between the silicate plates. injected. The mold was placed in a 70 ° C water bath for 2 h and then stored for a further 0.5 h at 1 10 ° C to complete the polymerization. After complete cooling, a 5 cm × 10 cm plate was sawn from the obtained plate, the edges of which were polished.
Anschließend wurden die ausgesägten PMMA-Platten mit Silicium-Photovoltaikzellen verbunden und in Fluoreszenzkonversionssolarzellen überführt.Subsequently, the sawn PMMA plates were connected to silicon photovoltaic cells and converted into fluorescence conversion solar cells.
Dabei wurde zunächst nur der optischelektrische Zellwirkungsgrad η der PMMA-Platte (1 ) bestimmt. Dazu wurden an einer langen Kante der PMMA-Platte (1 ) zwei Silicium- Zellen der Abmessung 47 mm x 1 mm mit einem Epoxidharz aufgeklebt. Der Wirkungsgrad η wurde dann mit einem IEPC Scanner der Fa. Aescusoft unter Bestrahlung mit AM 1 ,5 Licht (1 000 W) bei 25°C bestimmt. Hochgerechnet auf die Belegung aller Plattenkanten mit Silicium-Zellen, ergab sich dabei ein η-Wert von 2,1 %. Aus einer Freilandmessung von Kurzschlußstrom und Klemmspannung bei blauem Himmel wurde mit dem bekannten Füllfaktor der Silicium-Zellen ein Wirkungsgrad η von 2,7% ermittelt.Initially, only the optoelectric cell efficiency η of the PMMA plate (1) was determined. For this purpose, two silicon cells measuring 47 mm × 1 mm were glued to an end of the PMMA plate (1) with an epoxy resin. The efficiency η was then determined using an IEPC scanner from Aescusoft under irradiation with AM 1, 5 light (1000 W) at 25 ° C. Extrapolated to the occupation of all slab edges with silicon cells, this resulted in an η value of 2.1%. From an outdoor measurement of short-circuit current and clamping voltage in the blue sky, an efficiency η of 2.7% was determined with the known filling factor of the silicon cells.
Die PMMA-Platte (1 ) wurde dann unter Einrichtung eines 0,1 mm dicken Luftspalts über die den Terrylenfarbstoff enthaltende und analog mit zwei Silicium-Zellen versehene PMMA-Platte (2) gelegt. Der Plattenstapel wurde wie oben beschrieben bestrahlt, wobei die PMMA-Platte (1 ) zur Lichtquelle zeigte. Der Plattenstapel zeigte einen gegenüber der PMMA-Platte (1 ) um 0,3% erhöhten Wirkungsgrad. The PMMA plate (1) was then placed over the terrylene dye-containing PMMA plate (2) similarly provided with two silicon cells by making a 0.1 mm-thick air gap. The plate stack was irradiated as described above with the PMMA plate (1) facing the light source. The plate stack showed an over the PMMA plate (1) increased by 0.3% efficiency.

Claims

Patentansprücheclaims
1. Fluoreszenzkonversionssolarzellen auf Basis einer oder mehrerer Platten aus mit mindestens einem Fluoreszenzfarbstoff dotiertem Polymer und/oder mit dem dotierten Polymer beschichteter Glasplatten und an den Kanten der Platten angebrachter Photovoltaikzellen, die einen oder mehrere Fluoreszenzfarbstoffe auf Basis von Terrylencarbonsäurederivaten oder eine Kombination dieser Fluoreszenzfarbstoffe mit weiteren Fluoreszenzfarbstoffen enthalten.1. Fluorescence conversion solar cells based on one or more plates of polymer doped with at least one fluorescent dye and / or with the doped polymer coated glass plates and attached to the edges of the plates photovoltaic cells containing one or more fluorescent dyes based on Terrylencarbonsäurederivaten or a combination of these fluorescent dyes with others Contain fluorescent dyes.
Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach Anspruch 1 , die mindestens einen Fluoreszenzfarbstoff aus der Gruppe der Terrylentetracarbonsäurediimide, Terrylen- tetracarbonsäuremonoanhydridmonoimide, Terrylentetracarbonsäuredianhydride, Terrylendicarbonsäureimide, Terrylendicarbonsäureanhydride, Kondensationsprodukte von Terrylentetra- und -dicarbonsäureanhydriden mit aromatischen Diaminen und Terrylenbausteine aufweisenden Mehrfachchromophore enthalten.Fluorescence conversion solar cells according to claim 1, which contain at least one fluorescent dye from the group of terrylenetetracarboximides, terrylenetetracarboxylic monoanhydride monoimides, terrylenetetracarboxylic dianhydrides, terrylenedicarboximides, terrylenedicarboxylic anhydrides, condensation products of terrylenetetra- and dicarboxylic anhydrides with aromatic diamines and terrylene building blocks having multiple chromophores.
Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach Anspruch 1 oder 2, die mindestens einen im NIR emittierenden Fluoreszenzfarbstoff auf Basis von Terrylencarbonsäurederivaten in Kombination mit mindestens einem bei kürzerer Wellenlänge absorbierenden und emittierenden Fluoreszenzfarbstoff enthalten.Fluorescence conversion solar cells according to claim 1 or 2, which contain at least one NIR-emitting fluorescent dye based on Terrylencarbonsäurederivaten in combination with at least one at shorter wavelength absorbing and emitting fluorescent dye.
4. Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 3, die mindestens einen Fluoreszenzfarbstoff der allgemeinen Formel Ia4. fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 3, the at least one fluorescent dye of general formula Ia
in der die Variablen folgende Bedeutung haben:in which the variables have the following meaning:
Ba1 miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a), (b) oder (c) B a1 with each other to form a six-membered ring connected to a radical of formula (a), (b) or (c)
(a) (b) (C)(a) (b) (C)
beide Wasserstoff oder ein Rest -COOM oder einer der beiden Reste ein Rest R oder Brom und der andere Rest Was- serstoff;both hydrogen or a radical -COOM or one of the two radicals is a radical R or bromine and the other radical hydrogen;
Ba2 unabhängig von Ba1 miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a), (b) oder (c) oder beide ein Rest -COOM; R Aryloxy, Arylthio, Hetaryloxy oder Hetarylthio, an das jeweils weitere ge- sättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoff ge- rüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch die Reste (i), (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann: (i) Ci-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Ci2-Alkoxy, Ci -C6-Al kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR12, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2, -SO3R2, Aryl und/oder gesättigtes oder ungesättigtes C4-C7-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, wobei die Aryl- und Cycloalkylreste jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein können;B a2 independently of B a1 with each other to form a six-membered ring connected to a radical of formula (a), (b) or (c) or both a radical -COOM; R aryloxy, arylthio, hetaryloxy or hetarylthio, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon is substituted by one or more groupings -O-, -S-, -NR 1 -, - N = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, wherein the entire ring system one or more times by the radicals (i), (ii), (iii), (iv) and / or (v) may be substituted: (i) C 1 -C 30 -alkyl whose carbon chain is represented by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted and may be mono- or polysubstituted by: Ci-Ci 2 -alkoxy, Ci - C 6 -Al kylthio, -C≡CR 1 , -CR 1 = CR 1 2, hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 , -SO 3 R 2 , aryl and / or saturated or unsaturated C 4 -C 7 -cycloalkyl, whose carbon skeleton is represented by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, wherein the aryl and cycloalkyl radicals each one or more times by Ci-Cis-alkyl and / or the abovementioned radicals which may be mentioned as substituents for alkyl may be substituted;
(ii) Ca-Cs-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und an das weitere gesättigte oder unge- sättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-AIkOXy, CrC6-AI kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydro- xy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3,(ii) Ca-Cs-cycloalkyl, whose carbon skeleton is represented by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO - and / or -SO2- can be interrupted and to the other saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by: Ci-Cis alkyl, Ci-C, -C 6 alkylthio -AI, -C≡CR 1, -CR 1 = CR 1 2, hydro- xy 2 -alkoxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 ,
-SO2NR2R3, -COOR2 und/oder -SO3R2; (iii) Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl,-SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or -SO 3 R 2 ; (iii) Aryl or hetaryl, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, whose carbon skeleton is represented by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, - CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, may be annelated, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by: Ci-Cis-alkyl,
Ci-Ci2-Alkoxy, Ci -C6-Al kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2, -SO3R2, Aryl und/oder Hetaryl, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 und/oderCi-Ci2 alkoxy, Ci-C6 alkylthio-Al, -C≡CR 1, -CR 1 = CR 1 2, hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3, -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 , -SO3R 2 , aryl and / or hetaryl, each one or more times by Ci-Cis-alkyl, Ci-Ci2-alkoxy, hydroxy, mercapto , Halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or
-SO3R2 substituiert sein kann;-SO 3 R 2 may be substituted;
(iv) ein Rest -U-Aryl, der ein- oder mehrfach durch die vorstehenden, als Substituenten für die Arylreste (iii) genannten Reste substituiert sein kann, wobei U eine Gruppierung -O-, -S-, -NR1-, -CO-, -SO- oder -SO2- bedeutet;(iv) a radical -U-aryl which may be monosubstituted or polysubstituted by the abovementioned radicals which are mentioned as substituents for the aryl radicals (iii), where U is a grouping -O-, -S-, -NR 1 -, -CO-, -SO- or -SO 2 -;
(v) Ci-Ci2-Alkoxy, CrC6-AI kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 oder -SO3R2, wobei die Reste R für n > 1 gleich oder verschieden sein können; R1 Wasserstoff oder Ci-Cis-Alkyl, wobei die Reste R1 gleich oder verschieden sein können, wenn sie mehrfach auftreten; R2, R3 unabhängig voneinander Wasserstoff;(v) Ci-C 2 alkoxy, CrC 6 -AI alkylthio, -C≡CR 1, -CR 1 = CR 1 2, hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 or -SO 3 R 2 , wherein the radicals R may be the same or different for n>1; R 1 is hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl, where R 1 may be the same or different if they occur more than once; R 2 , R 3 are independently hydrogen;
Ci-Cis-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch Ci-Ci2-Alkoxy, Ci-C6-Alkylthio, Hydroxy,Ci-Cis-alkyl, the carbon chain by one or more groups -O-, -S-, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted and the one or more times by Ci-Ci 2 Alkoxy, C 1 -C 6 -alkylthio, hydroxy,
Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro und/oder -COOR1 substituiert sein kann; Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -CO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch Ci-Ci2-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein kann; HaI Brom oder Cyano; R' C4-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppie- rungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oderMercapto, halogen, cyano, nitro and / or -COOR 1 may be substituted; Aryl or hetaryl, to each of which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -CO- and / or -SO 2 - may be interrupted, be annelated can, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by Ci-Ci 2 alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals may be substituted; Hal bromine or cyano; R 'C4-C3o-Alkyl, whose carbon chain is replaced by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 , -CO-, -SO- and / or
-SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann; Ca-Cs-Cycloalkyl, an das weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann; Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii), (iv), (v) und/oder Aryl- und/oder Hetarylazo, das jeweils ein- oder mehrfach durch C1-C10- Alkyl, Ci-Cδ-Alkoxy und/oder Cyano substituiert sein kann; 1 ,2-Phenylen, 1 ,8- oder 2,3-Naphthylen oder 2,3- oder 3,4-Pyridylen, das jeweils durch Ci-Ci2-Alkyl, Ci-Cδ-Alkoxy, Hydroxy, Nitro und/oder Halogen substituiert sein kann;-SO 2 - may be interrupted and may be mono- or polysubstituted by the substituents mentioned for the radicals R radicals (ii), (iii), (iv) and / or (v); Ca-Cs-cycloalkyl to which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon skeleton is replaced by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or Wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by the radicals (i), (ii), (iii), (iv) and / or (v) mentioned as substituents for the radicals R.sup.2- may be substituted; Aryl or hetaryl, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO2- may be interrupted, can be fused where the entire ring system may be mono- or polysubstituted by the substituents mentioned as substituents for the radicals R radicals (i), (ii), (iii), (iv), (v) and / or aryl and / or hetarylazo, which may each be mono- or polysubstituted by C 1 -C 10 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and / or cyano ; 1, 2-phenylene, 1, 8 or 2,3-naphthylene or 2,3- or 3,4-pyridylene, each represented by Ci-Ci2-alkyl, Ci-Cδ-alkoxy, hydroxy, nitro and / or halogen may be substituted;
M Wasserstoff, Alkalimetallkation, [NH4J+ oder [NR2 4]+; n 2 bis 6 oder auch 0, wenn (1 ) die Reste Ba1 und Ba2 jeweils einen Rest der Formel (a) bedeuten oder (2) die Reste Ba1 einen Rest der Formel (a) bedeuten und die Reste Ba2 beide Wasserstoff bedeuten oder einer der beiden Reste Ba2 Brom und der andere Rest Ba2 Wasserstoff bedeutet; 0 bis 6, wobei n + z < 6 ist und z nur dann von 0 verschieden sein kann, wenn die Reste Ba1 und Ba2 jeweils einen Rest der Formel (a) bedeuten,M is hydrogen, alkali metal cation, [NH 4 J + or [NR 2 4 ] + ; n is 2 to 6 or also 0, if (1) the radicals B a1 and B a2 are each a radical of the formula (a) or (2) the radicals B a1 are a radical of the formula (a) and the radicals B a2 are both Is hydrogen or one of the two radicals B a2 is bromine and the other radical B a2 is hydrogen; 0 to 6, where n + z <6 and z may be different from 0 only if the radicals B a1 and B a2 each represent a radical of the formula (a),
enthalten.contain.
Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 3, die mindestens einen Fluoreszenzfarbstoff der allgemeinen Formel IbFluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 3, comprising at least one fluorescent dye of general formula Ib
in der die Variablen folgende Bedeutung haben:in which the variables have the following meaning:
Bb1 miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a) oder (d) B b1 together with formation of a six-membered ring to form a radical of the formula (a) or (d)
oder ein Rest Wasserstoff und der andere Rest ein Rest X;or a radical hydrogen and the other radical is a radical X;
Bb2 miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a), wenn die Reste Bb1 zusammen einen Rest der Formel (a) bedeuten; miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (a), wenn ein Rest Bb1 Wasserstoff und der andere Rest einen Rest X bedeutet, wobei gilt: x = 0 und n ≠ 0; miteinander unter Ausbildung eines Sechsrings verbunden zu einem Rest der Formel (d), wenn die Reste Bb1 zusammen einen Rest der Formel (a) oder (d) bedeuten oder ein Rest Bb1 Wasserstoff und der andere Rest einen Rest X oder R bedeutet, wobei gilt: x = 0 und n ≠ 0;B b2 connected together to form a six-membered ring to form a radical of the formula (a), when the radicals B b1 together form a radical of the formula (a); with each other to form a six-membered ring connected to a radical of the formula (a), when a radical B b1 is hydrogen and the other radical is a radical X, where x = 0 and n ≠ 0; with one another to form a six-membered ring to form a radical of the formula (d) if the radicals B b1 together are a radical of the formula (a) or (d) or one radical B b1 is hydrogen and the other radical is an X or R radical, where: x = 0 and n ≠ 0;
R Aryloxy, Arylthio, Hetaryloxy oder Hetarylthio, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoff ge- rüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch die Reste (i), (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann: (i) Ci-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Ci2-Alkoxy, Ci -C6-Al kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR12, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2, -SO3R2, Aryl und/oder gesättigtes oder ungesättigtes C4-C7-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, wobei die Aryl- und Cycloalkylreste jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein können;R aryloxy, arylthio, hetaryloxy or hetarylthio, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO2- may be interrupted, can be fused where the entire ring system may be mono- or polysubstituted by the radicals (i), (ii), (iii), (iv ) and / or (v) may be substituted: (i) C 1 -C 30 -alkyl whose carbon chain is represented by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C ≡C-, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted and may be mono- or polysubstituted by: Ci-Ci 2 -alkoxy, Ci -C 6 -Al kylthio, -C≡CR 1 , -CR 1 = CR 1 2, hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 , -SO 3 R 2 , aryl and / or saturated or unsaturated C 4 -C 7 -cycloalkyl, whose carbon skeleton is represented by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, - N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, wherein the aryl and cycloalkyl radicals in each case one or more times by Ci-cis-alkyl and / or the above radicals which may be mentioned as substituents for alkyl may be substituted;
(ii) C3-C8-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und an das weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-AIkOXy, Ci -C6-Al kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydro- xy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 und/oder -SO3R2;(ii) C 3 -C 8 -cycloalkyl whose carbon skeleton is represented by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO - and / or -SO2- may be interrupted and to the further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - can be interrupted, be anneliert, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by: Ci-Cis-alkyl, Ci-Ci 2 -Akoxy, Ci -C 6 -Al kylthio, -C 1CR 1 , -CR 1 = CR 1 2 , hydroxy, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or -SO 3 R 2 ;
(iii) Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch: Ci-Cis-Alkyl,(iii) Aryl or hetaryl, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, whose carbon skeleton is represented by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, - CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - may be interrupted, may be annelated, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by: Ci-Cis-alkyl,
Ci-Ci2-AIkOXy, CrC6-AI kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2, -SO3R2, Aryl und/oder Hetaryl, das jeweils ein- oder mehrfach durch Ci-Cis-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 und/oderCi-Ci 2 -alkoxy, CrC 6 -AI alkylthio, -C≡CR 1, -CR 1 = CR 1 2, hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3, - CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 , -SO3R 2 , aryl and / or hetaryl, each one or more times by Ci-Cis-alkyl, Ci-Ci 2 -alkoxy, hydroxy, mercapto , Halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3 , -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 and / or
-SO3R2 substituiert sein kann;-SO 3 R 2 may be substituted;
(iv) ein Rest -U-Aryl, der ein- oder mehrfach durch die vorstehenden, als Substituenten für die Arylreste (iii) genannten Reste substituiert sein kann, wobei U eine Gruppierung -O-, -S-, -NR1-, -CO-, -SO- oder -SO2- bedeutet;(iv) a radical -U-aryl which may be monosubstituted or polysubstituted by the abovementioned radicals which are mentioned as substituents for the aryl radicals (iii), where U is a grouping -O-, -S-, -NR 1 -, -CO-, -SO- or -SO 2 -;
(v) Ci-Ci2-Alkoxy, CrC6-AI kylthio, -C≡CR1, -CR1=CR1 2, Hydroxy, Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro, -NR2R3, -NR2COR3, -CONR2R3, -SO2NR2R3, -COOR2 oder -SO3R2, wobei die Reste R für n > 1 gleich oder verschieden sein können; R1 Wasserstoff oder CrCi8-Alkyl, wobei die Reste R1 gleich oder verschieden sein können, wenn sie mehrfach auftreten; R2, R3 unabhängig voneinander Wasserstoff;(v) Ci-C 2 alkoxy, CrC 6 -AI alkylthio, -C≡CR 1, -CR 1 = CR 1 2, hydroxyl, mercapto, halogen, cyano, nitro, -NR 2 R 3, -NR 2 COR 3 , -CONR 2 R 3 , -SO 2 NR 2 R 3 , -COOR 2 or -SO 3 R 2 , wherein the radicals R may be the same or different for n>1; R 1 is hydrogen or C 1 -C 18 -alkyl, where the radicals R 1 may be identical or different if they occur more than once; R 2 , R 3 are independently hydrogen;
CrCi8-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch CrCi2-Alkoxy, CrC6-Alkylthio, Hydroxy,C 1 -C 8 -alkyl whose carbon chain may be interrupted by one or more groups -O-, -S-, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - and which is mono- or polysubstituted by CrCl 2 -alkoxy, CrC 6- alkylthio, hydroxy,
Mercapto, Halogen, Cyano, Nitro und/oder -COOR1 substituiert sein kann; Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -CO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch CrCi2-Alkyl und/oder die vorstehenden, als Substituenten für Alkyl genannten Reste substituiert sein kann; X ein Perylendicarbonsäureimidrest der Formel Mercapto, halogen, cyano, nitro and / or -COOR 1 may be substituted; Aryl or hetaryl, to each of which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -CO- and / or -SO 2 - may be interrupted, be annelated can, wherein the entire ring system may be mono- or polysubstituted by CrCi 2 alkyl and / or the above, as substituents for alkyl radicals may be substituted; X is a perylenedicarboximide radical of the formula
R' C4-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoff kette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -C≡C-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann und das ein- oder mehrfach durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann;R 'is C4-C30-alkyl whose carbon chain is substituted by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -C≡C-, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO2- may be interrupted and the one or more times by the radicals mentioned as substituents for the radicals R radicals (ii), (iii), (iv) and / or (v) substituted can be;
C3-C8-Cycloalkyl, an das weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7- gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii), (iv) und/oder (v) substituiert sein kann; Aryl oder Hetaryl, an das jeweils weitere gesättigte oder ungesättigte 5- bis 7-gliedrige Ringe, deren Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -N=CR1-, -CR1=CR1-, -CO-, -SO- und/oder -SO2- unterbrochen sein kann, anneliert sein können, wobei das gesamte Ringsystem ein- oder mehrfach substituiert sein kann durch die als Substituenten für die Reste R genannten Reste (i), (ii), (iii), (iv), (v) und/oder Aryl- und/oder Hetarylazo, das jeweils ein- oder mehrfach durch C1-C10- Alkyl, Ci-Cδ-Alkoxy und/oder Cyano substituiert sein kann;C 3 -C 8 -cycloalkyl to which further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings whose carbon skeleton is replaced by one or more moieties -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO 2 - can be interrupted, the entire ring system one or more times by the substituents mentioned for the radicals R radicals (i), (ii ), (iii), (iv) and / or (v) may be substituted; Aryl or hetaryl, to which in each case further saturated or unsaturated 5- to 7-membered rings, the carbon skeleton by one or more groups -O-, -S-, -NR 1 -, -N = CR 1 -, -CR 1 = CR 1 -, -CO-, -SO- and / or -SO2- may be interrupted, can be fused where the entire ring system may be mono- or polysubstituted by the substituents mentioned as substituents for the radicals R radicals (i), (ii), (iii), (iv), (v) and / or aryl and / or hetarylazo, which may each be mono- or polysubstituted by C 1 -C 10 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and / or cyano ;
Y -O- oder -S-;Y is -O- or -S-;
Z ein mindestens einen aromatischen oder hetaromatischen Rest aufweisendes Brückenglied, wobei die Gruppen Y an den aromatischen oder hetaromatischen Rest gebunden sind; x 2 bis 6, wenn die Reste Bb1 und Bb2 jeweils einen Rest der Formel (a) bedeuten; 0 für alle weiteren Bedeutungen der Reste Bb1 und Bb2; n 0 bis 8, wobei x + n < 8 ist und n ≠ 0 ist, wenn x = 0 ist; n1 0 bis 2,Z is a bridge member having at least one aromatic or heteroaromatic radical, the groups Y being bonded to the aromatic or heteroaromatic radical; x 2 to 6, when the radicals B b1 and B b2 each represent a radical of the formula (a); 0 for all other meanings of the radicals B b1 and B b2 ; n 0 to 8, where x + n <8 and n ≠ 0 when x = 0; n1 0 to 2,
enthalten.contain.
Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 5, die mindestens einen Fluoreszenzfarbstoff aus der Gruppe der Terrylentetracarbonsäure- diimide und Terrylendicarbonsäureimide enthalten. Fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 5, which contain at least one fluorescent dye from the group of terrylene tetracarboxylic diimides and terrylenedicarboximides.
7. Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 6, die mindestens einen Fluoreszenzfarbstoff auf Basis von Terrylencarbonsäurederivaten in Kombination mit mindestens einem Fluoreszenzfarbstoff aus der Gruppe der Perylencarbonsäurederivate, Naphthalincarbonsäurederivate, Isoviolanthronderi- vate und Violanthronderivate enthalten.7. fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 6, which contain at least one fluorescent dye based on Terrylencarbonsäurederivaten in combination with at least one fluorescent dye from the group of Perylencarbonsäurederivate, naphthalenecarboxylic acid derivatives, isoviolanthrone derivatives and Violanthronderivate.
8. Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 7, die mindestens einen Fluoreszenzfarbstoff auf Basis von Terrylencarbonsäurederivaten in Kombination mit mindestens einem Fluoreszenzfarbstoff aus der Gruppe der8. fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 7, comprising at least one fluorescent dye based on Terrylencarbonsäurederivaten in combination with at least one fluorescent dye from the group of
Perylentetracarbonsäurediimide, Perylentetracarbonsäuremonoanhydridmono- imide, Perylentetracarbonsäuredianhydride, Perylendicarbonsäureimide, Perylen- dicarbonsäureanhydride, Perylendicarbonsäureester, Perylendicarbonsäureami- de, Perylenbausteine aufweisenden Mehrfachchromophoren, die keine Terrylen- bausteine enthalten, Naphthalintetracarbonsäurediimide, Naphthalindicarbonsäu- reimide, Isoviolanthrone und Violanthrone enthalten.Perylenetetracarboximides, perylenetetracarboxylic monoanhydride monoimides, perylenetetracarboxylic dianhydrides, perylenedicarboximides, perylenedicarboxylic anhydrides, perylenedicarboxylic acid esters, perylenedicarboxylic acid amides, multichromophores having perylene units and containing no terrylene units, naphthalene tetracarboxylic diimides, naphthalenedicarboxylic acid imides, isoviolanthrones and violanthrones.
9. Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 8, bei denen das Polymer zusätzlich mindestens ein stabilisierendes Additiv aus der Gruppe der Lichtschutzmittel und Oxidationsschutzmittel enthält.9. fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 8, wherein the polymer additionally contains at least one stabilizing additive from the group of light stabilizers and antioxidants.
10. Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 9, die ein Polymer aus der Gruppe der Polyacrylate und Polycarbonate enthalten.10. fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 9, which contain a polymer from the group of polyacrylates and polycarbonates.
1 1. Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 10, die an der Unterseite der untersten Platte einen weißen Diffusor aufweisen.1 1. fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 10, which have a white diffuser on the underside of the bottom plate.
12. Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 1 1 , die auf der Oberseite der obersten Platte einen Bandpaßfilter aufweisen.12. fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 1 1, which have on the upper side of the uppermost plate a band-pass filter.
13. Fluoreszenzkonversionssolarzellen nach den Ansprüchen 1 bis 12, die auf mindestens zwei Platten basieren, die mit Fluoreszenzfarbstoffen dotiert und/oder beschichtet sind, die bei verschiedenen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums absorbieren und emittieren. 13. Fluorescence conversion solar cells according to claims 1 to 12, which are based on at least two plates which are doped and / or coated with fluorescent dyes which absorb and emit at different wavelengths of the electromagnetic spectrum.
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