JP2000328053A - 希土類錯体を含む複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用いた光学材料 - Google Patents
希土類錯体を含む複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用いた光学材料Info
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類系発光材料から、透明かつ均一な厚み
の薄膜を製造し、更に、その薄膜を光学材料、発光材
料、波長変換材料に用いること。 【解決手段】 有機溶媒を主成分とする溶液に、希土類
元素を中心金属として、π電子共役部位を有する化合物
を配位子とする錯体、ケイ素のアルコキサイド、有機ケ
イ素のアルコキサイドを加え、十分攪拌した後、基板上
にコーティングし、乾燥することで、複合薄膜を製造す
る。
の薄膜を製造し、更に、その薄膜を光学材料、発光材
料、波長変換材料に用いること。 【解決手段】 有機溶媒を主成分とする溶液に、希土類
元素を中心金属として、π電子共役部位を有する化合物
を配位子とする錯体、ケイ素のアルコキサイド、有機ケ
イ素のアルコキサイドを加え、十分攪拌した後、基板上
にコーティングし、乾燥することで、複合薄膜を製造す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類錯体を含む
複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用いた光
学材料、特に発光材料及び波長変換材料に関する。さら
に詳しくは、希土類元素を中心金属として、π電子共役
部位を有する化合物を配位子とする錯体が、Organicall
y Modified Silicates（以下ＯＲＭＯＳＩＬと記す）よ
りなるマトリックス中に均一に分散していることを特徴
とする複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用
いた光学材料、特に発光材料及び波長変換材料に関す
る。
複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用いた光
学材料、特に発光材料及び波長変換材料に関する。さら
に詳しくは、希土類元素を中心金属として、π電子共役
部位を有する化合物を配位子とする錯体が、Organicall
y Modified Silicates（以下ＯＲＭＯＳＩＬと記す）よ
りなるマトリックス中に均一に分散していることを特徴
とする複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用
いた光学材料、特に発光材料及び波長変換材料に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の希土類系発光材料は、酸化物を中
心とする無機化合物の多結晶体、あるいはガラス内に希
土類イオンを付活したものであり、これらは通常粉末あ
るいは塊状の焼結体の形で使用されている。また、希土
類錯体をゾル−ゲル法によりシリカゲルやＯＲＭＯＳＩ
Ｌなどの固体マトリックス内に導入する技術が開示され
ている（特開平９−２２７８６１号公報、特開平９−２
３０３９６号公報）。
心とする無機化合物の多結晶体、あるいはガラス内に希
土類イオンを付活したものであり、これらは通常粉末あ
るいは塊状の焼結体の形で使用されている。また、希土
類錯体をゾル−ゲル法によりシリカゲルやＯＲＭＯＳＩ
Ｌなどの固体マトリックス内に導入する技術が開示され
ている（特開平９−２２７８６１号公報、特開平９−２
３０３９６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
希土類系発光材料からは、発光体の透明薄膜が製造でき
ないという問題があった。即ち、粉末の希土類系発光材
料から発光体の薄膜を製造する場合には、適当なバイン
ダーを用いて成膜を行う必要があるため、透明な薄膜を
得ることは困難である。また、特開平９−２３０３９６
号公報に開示されたゾル−ゲル法で作製される希土類錯
体を固体マトリックス内に分散する技術を使用して得ら
れる薄膜は、肉眼で見ても膜に濃淡があり、均一な厚み
の薄膜を得ることは出来なかった。
希土類系発光材料からは、発光体の透明薄膜が製造でき
ないという問題があった。即ち、粉末の希土類系発光材
料から発光体の薄膜を製造する場合には、適当なバイン
ダーを用いて成膜を行う必要があるため、透明な薄膜を
得ることは困難である。また、特開平９−２３０３９６
号公報に開示されたゾル−ゲル法で作製される希土類錯
体を固体マトリックス内に分散する技術を使用して得ら
れる薄膜は、肉眼で見ても膜に濃淡があり、均一な厚み
の薄膜を得ることは出来なかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、鋭意検討を重ねた結果、アルコールを
主成分とする溶液に、希土類錯体、ケイ素のアルコキサ
イド、有機ケイ素のアルコキサイドを加え、十分攪拌し
た後、基板上にコーティングし、乾燥することで透明で
均一な厚みの薄膜を得られることを見出し、本発明を完
成するに至った。
解決するために、鋭意検討を重ねた結果、アルコールを
主成分とする溶液に、希土類錯体、ケイ素のアルコキサ
イド、有機ケイ素のアルコキサイドを加え、十分攪拌し
た後、基板上にコーティングし、乾燥することで透明で
均一な厚みの薄膜を得られることを見出し、本発明を完
成するに至った。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】本発明では、本来の優れた発光機能を損な
うことなく、希土類錯体を固体マトリックス内に導入し
た良好な複合薄膜を製造することができる。
うことなく、希土類錯体を固体マトリックス内に導入し
た良好な複合薄膜を製造することができる。
【０００７】複合薄膜の製造は、有機溶媒を主成分とす
る溶液に、希土類元素を中心金属として、π電子共役部
位を有する化合物を配位子とする錯体、ケイ素のアルコ
キサイド、有機ケイ素のアルコキサイドを加え、十分攪
拌した後、基板上にコーティングし、乾燥することで実
施することが出来る。
る溶液に、希土類元素を中心金属として、π電子共役部
位を有する化合物を配位子とする錯体、ケイ素のアルコ
キサイド、有機ケイ素のアルコキサイドを加え、十分攪
拌した後、基板上にコーティングし、乾燥することで実
施することが出来る。
【０００８】好ましい実施形態としては、アルコールを
主成分とし、水、触媒を含む溶液に、希土類元素を中心
金属として、π電子共役部位を有するビピリジル、フェ
ナントロリンおよびこれらの誘導体、および／または、
β−ジケトン系化合物を配位子とする錯体、ケイ素のア
ルコキサイド、有機ケイ素のアルコキサイドを加え、十
分攪拌した後、基板上にコーティングし、乾燥する実施
形態が上げられる。
主成分とし、水、触媒を含む溶液に、希土類元素を中心
金属として、π電子共役部位を有するビピリジル、フェ
ナントロリンおよびこれらの誘導体、および／または、
β−ジケトン系化合物を配位子とする錯体、ケイ素のア
ルコキサイド、有機ケイ素のアルコキサイドを加え、十
分攪拌した後、基板上にコーティングし、乾燥する実施
形態が上げられる。
【０００９】本発明に使用する有機溶媒を主成分とする
溶液における有機溶媒は、他の成分を溶解させるものな
ら何でもよいが、好ましい有機溶媒としてはアルコール
が上げられる。更にアルコールの中で好ましいものは、
メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−イソプロピ
ルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、およびこれらの
異性体、ならびに、ジアセトンアルコールから選ばれる
一種以上である。この溶液は、有機溶媒の他に水及び、
触媒を含んでなる。触媒としては、通常の酸触媒または
アルカリ触媒を使用することができる。
溶液における有機溶媒は、他の成分を溶解させるものな
ら何でもよいが、好ましい有機溶媒としてはアルコール
が上げられる。更にアルコールの中で好ましいものは、
メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−イソプロピ
ルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、およびこれらの
異性体、ならびに、ジアセトンアルコールから選ばれる
一種以上である。この溶液は、有機溶媒の他に水及び、
触媒を含んでなる。触媒としては、通常の酸触媒または
アルカリ触媒を使用することができる。
【００１０】本発明に使用するＯＲＭＯＳＩＬの原料で
あるケイ素のアルコキサイドは特に限定されないが、好
ましいものとしては、テトラエトキシシランが挙げられ
る。ＯＲＭＯＳＩＬのもう一方の原料である有機ケイ素
のアルコキサイドも特に限定されないが、好ましいもの
としては、ジエトキシジフェニルシランが上げられる。
ケイ素のアルコキサイドと有機ケイ素のアルコキサイド
の割合は複合薄膜の屈折率を決める上で重要である。薄
膜の屈折率はＯＲＭＯＳＩＬマトリックスの構成成分の
種類と割合によって変化し、例えばテトラエトキシシラ
ンのみを原料とした場合の屈折率はおよそｎ＝１．４６
となるのに対し、ジフェニルジエトキシシランの仕込み
量が増大するに従って、およそｎ＝１．６５まで連続的
に変化する。また、希土類錯体を導入すると屈折率は低
下する。
あるケイ素のアルコキサイドは特に限定されないが、好
ましいものとしては、テトラエトキシシランが挙げられ
る。ＯＲＭＯＳＩＬのもう一方の原料である有機ケイ素
のアルコキサイドも特に限定されないが、好ましいもの
としては、ジエトキシジフェニルシランが上げられる。
ケイ素のアルコキサイドと有機ケイ素のアルコキサイド
の割合は複合薄膜の屈折率を決める上で重要である。薄
膜の屈折率はＯＲＭＯＳＩＬマトリックスの構成成分の
種類と割合によって変化し、例えばテトラエトキシシラ
ンのみを原料とした場合の屈折率はおよそｎ＝１．４６
となるのに対し、ジフェニルジエトキシシランの仕込み
量が増大するに従って、およそｎ＝１．６５まで連続的
に変化する。また、希土類錯体を導入すると屈折率は低
下する。
【００１１】本発明に使用できる希土類錯体は、希土類
元素を中心金属として、π電子共役部位を有する化合物
を配位子とする錯体である。ここで、中心金属に使用さ
れる希土類元素で、好ましいものとしては、ユウロピウ
ムおよび、テルビウムが上げられる。一方、π電子共役
部位を有する配位子として好ましいものとしては、ビピ
リジル、フェナントロリンおよびこれらの誘導体、およ
び／または、β−ジケトン系化合物があげられる。
元素を中心金属として、π電子共役部位を有する化合物
を配位子とする錯体である。ここで、中心金属に使用さ
れる希土類元素で、好ましいものとしては、ユウロピウ
ムおよび、テルビウムが上げられる。一方、π電子共役
部位を有する配位子として好ましいものとしては、ビピ
リジル、フェナントロリンおよびこれらの誘導体、およ
び／または、β−ジケトン系化合物があげられる。
【００１２】また、配位子に好ましいビピリジルの誘導
体とは、２，２'−ビピリジル、４，４'−ビピリジル等
で、好ましいものとしては、２，２'−ビピリジルが上
げられる。
体とは、２，２'−ビピリジル、４，４'−ビピリジル等
で、好ましいものとしては、２，２'−ビピリジルが上
げられる。
【００１３】また、配位子に好ましいフェナントロリン
の誘導体とは、１，７−フェナントロリン、１，１０−
フェナントロリン、４，７−フェナントロリン等で、好
ましいものとしては、１，１０−フェナントロリンが上
げられる。
の誘導体とは、１，７−フェナントロリン、１，１０−
フェナントロリン、４，７−フェナントロリン等で、好
ましいものとしては、１，１０−フェナントロリンが上
げられる。
【００１４】また、配位子に好ましいβ−ジケトン系化
合物とは、アセチルアセトン、ベンゾイルトリフルオロ
アセトン、２−テノイルトリフルオロアセトン等で、好
ましいものとしては、２−テノイルトリフルオロアセト
ンが上げられる。
合物とは、アセチルアセトン、ベンゾイルトリフルオロ
アセトン、２−テノイルトリフルオロアセトン等で、好
ましいものとしては、２−テノイルトリフルオロアセト
ンが上げられる。
【００１５】この希土類錯体のＯＲＭＯＳＩＬに対する
添加量は、ＯＲＭＯＳＩＬ中のケイ素原子のモル数に対
して、好ましくは１〜５モル％である。
添加量は、ＯＲＭＯＳＩＬ中のケイ素原子のモル数に対
して、好ましくは１〜５モル％である。
【００１６】得られた複合体薄膜は、内部に分散された
希土類錯体に基づく効率的な蛍光作用を示すことから紫
外光励起発光材料として使用することができる。更に、
この複合体薄膜は良好な透光性を示す一方で、シリカ成
分と有機シロキサン成分との割合、および内部に導入、
分散された希土類錯体の量に応じて屈折率が連続的に変
化するので、石英ガラス板や石英ファイバーを基板とし
て用いることで導波路を形成することが可能であり、発
光方向に指向性を持つと共に集光性のある光学材料を製
造することが可能である。
希土類錯体に基づく効率的な蛍光作用を示すことから紫
外光励起発光材料として使用することができる。更に、
この複合体薄膜は良好な透光性を示す一方で、シリカ成
分と有機シロキサン成分との割合、および内部に導入、
分散された希土類錯体の量に応じて屈折率が連続的に変
化するので、石英ガラス板や石英ファイバーを基板とし
て用いることで導波路を形成することが可能であり、発
光方向に指向性を持つと共に集光性のある光学材料を製
造することが可能である。
【００１７】また、希土類錯体は紫外光を吸収して効率
よく可視光に変換することから、この複合体薄膜を用い
て紫外線を除去することができる。更に、この複合体薄
膜は、紫外光を可視光に変換することから、紫外線フィ
ルターとして機能させるだけでなく、例えば、紫外光に
対して光−電変換感度をもたない太陽電池と組み合わせ
ることで、太陽電池の電流値を増大させる波長変換型増
幅器として使用したり、発光波長を植物固有のクロロフ
ィルの吸収波長と合致させることで、農業向けの温室用
シートとして使用することができる。
よく可視光に変換することから、この複合体薄膜を用い
て紫外線を除去することができる。更に、この複合体薄
膜は、紫外光を可視光に変換することから、紫外線フィ
ルターとして機能させるだけでなく、例えば、紫外光に
対して光−電変換感度をもたない太陽電池と組み合わせ
ることで、太陽電池の電流値を増大させる波長変換型増
幅器として使用したり、発光波長を植物固有のクロロフ
ィルの吸収波長と合致させることで、農業向けの温室用
シートとして使用することができる。
【００１８】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。 （希土類錯体の製造方法）酸化ユウロピウムあるいは酸
化テルビウムと、塩化アンモニウムの混合物を、窒素
中、２００〜３００℃で、数時間加熱した後、真空中、
４００℃で過剰の塩化アンモニウムを、昇華させる。こ
うして得られた塩化ユウロピウムあるいは、塩化テルビ
ウムをエタノールに溶解する。このエタノール溶液を、
１，１０−フェナントロリンのエタノール溶液中に滴下
し、生成した沈殿を分離し、更にエタノールで洗浄した
後、真空乾燥して、塩化ユウロピウムフェナントロリン
錯体あるいは、塩化テルビウムフェナントロリン錯体を
製造した。 （複合薄膜の製造）エチルアルコール３５０重量部、イ
プロピルアルコール３９０重量部、ジアセトンアルコー
ル１６０重量部、水１００重量部、塩酸３重量部からな
る混合物に、テトラエトキシシラン７５重量部とジフェ
ニルジエトキシシラン７５重量部、および塩化ユウロピ
ウムフェナントロリン錯体０．０４重量部を加え、室温
で２時間撹拌を行った。こうして得たＯＲＭＯＳＩＬコ
ーティング溶液を、石英ガラス基板上にディップコーテ
ィング（塗布回数１回）し、これを空気中、１００℃で
１時間乾燥することで、塩化ユウロピウムフェナントロ
リン錯体がＯＲＭＯＳＩＬ中に分散した複合薄膜を作製
した。製造工程を図１に示す。
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。 （希土類錯体の製造方法）酸化ユウロピウムあるいは酸
化テルビウムと、塩化アンモニウムの混合物を、窒素
中、２００〜３００℃で、数時間加熱した後、真空中、
４００℃で過剰の塩化アンモニウムを、昇華させる。こ
うして得られた塩化ユウロピウムあるいは、塩化テルビ
ウムをエタノールに溶解する。このエタノール溶液を、
１，１０−フェナントロリンのエタノール溶液中に滴下
し、生成した沈殿を分離し、更にエタノールで洗浄した
後、真空乾燥して、塩化ユウロピウムフェナントロリン
錯体あるいは、塩化テルビウムフェナントロリン錯体を
製造した。 （複合薄膜の製造）エチルアルコール３５０重量部、イ
プロピルアルコール３９０重量部、ジアセトンアルコー
ル１６０重量部、水１００重量部、塩酸３重量部からな
る混合物に、テトラエトキシシラン７５重量部とジフェ
ニルジエトキシシラン７５重量部、および塩化ユウロピ
ウムフェナントロリン錯体０．０４重量部を加え、室温
で２時間撹拌を行った。こうして得たＯＲＭＯＳＩＬコ
ーティング溶液を、石英ガラス基板上にディップコーテ
ィング（塗布回数１回）し、これを空気中、１００℃で
１時間乾燥することで、塩化ユウロピウムフェナントロ
リン錯体がＯＲＭＯＳＩＬ中に分散した複合薄膜を作製
した。製造工程を図１に示す。
【００１９】こうして得られた塩化ユウロピウムフェナ
ントロリン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜の膜厚は、０．
２μｍであった。また、光の吸収を測定したところ、紫
外域にＯＲＭＯＳＩＬマトリックスとフェナントロリン
配位子に基づく吸収を示したものの、およそ４００ｎｍ
以降の可視域では石英ガラスと同程度の透光性を示し
た。更に、肉眼で観察すると得られた薄膜に濃淡はな
く、薄膜の厚みが均一であることが確認された。
ントロリン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜の膜厚は、０．
２μｍであった。また、光の吸収を測定したところ、紫
外域にＯＲＭＯＳＩＬマトリックスとフェナントロリン
配位子に基づく吸収を示したものの、およそ４００ｎｍ
以降の可視域では石英ガラスと同程度の透光性を示し
た。更に、肉眼で観察すると得られた薄膜に濃淡はな
く、薄膜の厚みが均一であることが確認された。
【００２０】また、図２に得られた塩化ユウロピウムフ
ェナントロリン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜の紫外線励
起蛍光スペクトルを示す。得られた複合体薄膜は紫外線
を効率良く吸収し、赤色域に強い発光を示すことが確認
された。
ェナントロリン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜の紫外線励
起蛍光スペクトルを示す。得られた複合体薄膜は紫外線
を効率良く吸収し、赤色域に強い発光を示すことが確認
された。
【００２１】図３は、塩化ユウロピウムフェナントロリ
ン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜の乾燥処理温度に対する
蛍光強度の依存性を示したものである。乾燥処理は大気
中において、1時間、図３に示す温度で行った。図３か
ら分かるように、蛍光強度の相対値は１００℃付近での
乾燥処理で最大となった。これは加熱により、系内に残
存する水（希土類イオンからの蛍光の消光の原因とな
る）が効率よく除去されたためと考えられる。また、乾
燥処理温度が１００℃付近、約１１０℃より高いと蛍光
強度の相対値が急激に低下することも判明した。以上、
適切な乾燥処理により膜質が向上し、併せて湿気、溶媒
に対する耐久性も向上することが判明した。 （複合薄膜を用いた太陽光集光板）石英ガラス基板（３
９×２４×２．４mm）の上面に、上記の（複合薄膜の製
造）と同様の方法で塩化ユウロピウムフェナントロリン
錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合体を膜厚０．２μｍになるよう
に被覆し、さらに太陽光の入射面と単結晶シリコン太陽
電池（ｃ−Ｓｉ）に接した面を除いた４面を銀ペースト
で被覆した導波路型太陽光集光板を作成した。続いて、
この太陽光集光板を用いて太陽電池モジュールを構成し
た。構成図を図４に示す。
ン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜の乾燥処理温度に対する
蛍光強度の依存性を示したものである。乾燥処理は大気
中において、1時間、図３に示す温度で行った。図３か
ら分かるように、蛍光強度の相対値は１００℃付近での
乾燥処理で最大となった。これは加熱により、系内に残
存する水（希土類イオンからの蛍光の消光の原因とな
る）が効率よく除去されたためと考えられる。また、乾
燥処理温度が１００℃付近、約１１０℃より高いと蛍光
強度の相対値が急激に低下することも判明した。以上、
適切な乾燥処理により膜質が向上し、併せて湿気、溶媒
に対する耐久性も向上することが判明した。 （複合薄膜を用いた太陽光集光板）石英ガラス基板（３
９×２４×２．４mm）の上面に、上記の（複合薄膜の製
造）と同様の方法で塩化ユウロピウムフェナントロリン
錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合体を膜厚０．２μｍになるよう
に被覆し、さらに太陽光の入射面と単結晶シリコン太陽
電池（ｃ−Ｓｉ）に接した面を除いた４面を銀ペースト
で被覆した導波路型太陽光集光板を作成した。続いて、
この太陽光集光板を用いて太陽電池モジュールを構成し
た。構成図を図４に示す。
【００２２】塗布した複合体薄膜の屈折率はおよそｎ=
１．４となので、石英ガラス基板の屈折率（ｎ=１．４
６）との関係から、石英ガラス基板と薄膜界面との間に
は臨界角１５°の全反射面が形成されることになる。そ
の結果、集光板に入射した太陽光のうち、銀ペーストで
散乱された臨界角以下の光が（ｃ−Ｓｉ）太陽電池まで
伝送されることになる。
１．４となので、石英ガラス基板の屈折率（ｎ=１．４
６）との関係から、石英ガラス基板と薄膜界面との間に
は臨界角１５°の全反射面が形成されることになる。そ
の結果、集光板に入射した太陽光のうち、銀ペーストで
散乱された臨界角以下の光が（ｃ−Ｓｉ）太陽電池まで
伝送されることになる。
【００２３】実験は、複合薄膜を被覆していない集光板
を比較例として、太陽光シミュレータからの疑似太陽光
に対して集光板を４５°傾けて、電流−電圧特性を測定
して行った。結果を図５に示す。図５より、開回路電圧
はほとんど変化していないのに対し、閉回路電流は石英
ガラス基板表面を複合薄膜で被覆することにより約１０
％増大したことが分かる。閉回路電流が石英ガラス基板
表面を複合薄膜で被覆することにより約１０％増大した
原因として、（ｃ−Ｓｉ）太陽電池が光−電変換の感度
を持っていない紫外部の光を、複合体薄膜が蛍光作用に
より効率よく（ｃ−Ｓｉ）太陽電池が高い感度を持つ赤
色光に波長変換したためと考えられる。なお、この効果
は単結晶シリコン太陽電池に限られるものではなく、ア
モルファスシリコン太陽電池に対しては、ユウロピウム
錯体の複合薄膜に変えてテルビウム錯体の複合薄膜を使
用することで、同様の効果を実現することが可能であ
る。
を比較例として、太陽光シミュレータからの疑似太陽光
に対して集光板を４５°傾けて、電流−電圧特性を測定
して行った。結果を図５に示す。図５より、開回路電圧
はほとんど変化していないのに対し、閉回路電流は石英
ガラス基板表面を複合薄膜で被覆することにより約１０
％増大したことが分かる。閉回路電流が石英ガラス基板
表面を複合薄膜で被覆することにより約１０％増大した
原因として、（ｃ−Ｓｉ）太陽電池が光−電変換の感度
を持っていない紫外部の光を、複合体薄膜が蛍光作用に
より効率よく（ｃ−Ｓｉ）太陽電池が高い感度を持つ赤
色光に波長変換したためと考えられる。なお、この効果
は単結晶シリコン太陽電池に限られるものではなく、ア
モルファスシリコン太陽電池に対しては、ユウロピウム
錯体の複合薄膜に変えてテルビウム錯体の複合薄膜を使
用することで、同様の効果を実現することが可能であ
る。
【００２４】一方、太陽光集光板を疑似太陽光に対して
垂直（９０°）および１０°に傾けたときの、太陽光を
受ける集光板の面積当たりの（ｃ−Ｓｉ）太陽電池の閉
回路電流と開回路電圧の値を表１に示す。傾けた角度が
大きい程、電流値は大きくなっており、集光板が形成す
る導波路により効率的に太陽光が集光されていることが
わかる。
垂直（９０°）および１０°に傾けたときの、太陽光を
受ける集光板の面積当たりの（ｃ−Ｓｉ）太陽電池の閉
回路電流と開回路電圧の値を表１に示す。傾けた角度が
大きい程、電流値は大きくなっており、集光板が形成す
る導波路により効率的に太陽光が集光されていることが
わかる。
【００２５】
【表１】
【００２６】更に図６に、太陽光集光板上に塗布した複
合薄膜の膜厚の太陽電池パネルの光電変換出力に及ぼす
影響を示す。図６に示す膜厚は、被覆回数（塗布回数）
によって調整した。被覆回数１回の膜厚は０．２μｍで
ある。図６から、好ましい膜厚は、０．２μｍ〜０．５
μｍであることが分かる。
合薄膜の膜厚の太陽電池パネルの光電変換出力に及ぼす
影響を示す。図６に示す膜厚は、被覆回数（塗布回数）
によって調整した。被覆回数１回の膜厚は０．２μｍで
ある。図６から、好ましい膜厚は、０．２μｍ〜０．５
μｍであることが分かる。
【００２７】上記の結果より、希土類錯体ＯＲＭＯＳＩ
Ｌ複合薄膜を被覆した石英ガラス基板内に太陽光を導
き、透過させるだけで、太陽光の紫外部の光を、太陽光
それ自身が当初よりもっている可視光の強度を低下させ
ることなしに、効率よく可視光に変換出来ることが明ら
かとなった。このことは、太陽光中の紫外線のみなら
ず、周囲に散在する有害もしくは不要な紫外線の除去に
も有効であると考えられる。
Ｌ複合薄膜を被覆した石英ガラス基板内に太陽光を導
き、透過させるだけで、太陽光の紫外部の光を、太陽光
それ自身が当初よりもっている可視光の強度を低下させ
ることなしに、効率よく可視光に変換出来ることが明ら
かとなった。このことは、太陽光中の紫外線のみなら
ず、周囲に散在する有害もしくは不要な紫外線の除去に
も有効であると考えられる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、希土類錯体を含む透明
で均一な厚みの複合薄膜を容易に製造出来る。さらに得
られた複合薄膜は光学材料、発光材料、波長変換材料に
用いる事が出来るので、その産業上の利用価値は極めて
大きい。
で均一な厚みの複合薄膜を容易に製造出来る。さらに得
られた複合薄膜は光学材料、発光材料、波長変換材料に
用いる事が出来るので、その産業上の利用価値は極めて
大きい。
【図１】塩化ユウロピウムフェナントロリン錯体ＯＲＭ
ＯＳＩＬ複合薄膜の作製工程図。
ＯＳＩＬ複合薄膜の作製工程図。
【図２】塩化ユウロピウムフェナントロリン錯体ＯＲＭ
ＯＳＩＬ複合薄膜の蛍光スペクトル。
ＯＳＩＬ複合薄膜の蛍光スペクトル。
【図３】塩化ユウロピウムフェナントロリン錯体ＯＲＭ
ＯＳＩＬ複合薄膜の蛍光強度に及ぼす乾燥温度（大気
中、1時間）依存性。
ＯＳＩＬ複合薄膜の蛍光強度に及ぼす乾燥温度（大気
中、1時間）依存性。
【図４】塩化ユウロピウムフェナントロリン錯体ＯＲＭ
ＯＳＩＬ複合体を石英ガラス基板（39×24×2.4mm）上
に塗布したものを集光体とした太陽電池パネルの構成図
である。
ＯＳＩＬ複合体を石英ガラス基板（39×24×2.4mm）上
に塗布したものを集光体とした太陽電池パネルの構成図
である。
【図５】図４に示した集光体上に塩化ユウロピウムフェ
ナントロリン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜を塗布する前
後の（ｃ−Ｓｉ）太陽電池の電流−電圧特性である。
ナントロリン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜を塗布する前
後の（ｃ−Ｓｉ）太陽電池の電流−電圧特性である。
【図６】図４に示した構成の太陽電池パネルの光電変換
出力に及ぼす集光体上に塗布した塩化ユウロピウムフェ
ナントロリン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜の膜厚依存性
である。
出力に及ぼす集光体上に塗布した塩化ユウロピウムフェ
ナントロリン錯体ＯＲＭＯＳＩＬ複合薄膜の膜厚依存性
である。
Claims (16)
- 【請求項１】 希土類元素を中心金属として、π電子共
役部位を有する化合物を配位子とする錯体が、Organica
lly Modified Silicatesよりなるマトリックス中に均一
に分散していることを特徴とする複合薄膜。 - 【請求項２】 Organically Modified Silicatesよりな
るマトリックスが、ケイ素のアルコキサイドから誘導さ
れるシラノールと有機ケイ素のアルコキサイドから誘導
される有機シラノールとが脱水縮重合して出来たもので
あることを特徴とする請求項１に記載の複合薄膜。 - 【請求項３】 配位子が、π電子共役部位を有するビピ
リジル、フェナントロリンおよびこれらの誘導体、およ
び／または、β−ジケトン系化合物であることを特徴と
する請求項１または２に記載の複合薄膜。 - 【請求項４】 希土類元素がテルビウムまたはユウロピ
ウムであることを特徴とする請求項１から３に記載の複
合薄膜。 - 【請求項５】 膜が透明であることを特徴とする請求項
１から４に記載の複合薄膜。 - 【請求項６】 膜の厚みが均一であることを特徴とする
請求項１から５に記載の複合薄膜。 - 【請求項７】 膜の厚みが０．２〜０．５μｍであるこ
とを特徴とする請求項１から６に記載の複合薄膜。 - 【請求項８】 有機溶媒を主成分とする溶液に、希土類
元素を中心金属として、π電子共役部位を有する化合物
を配位子とする錯体、ケイ素のアルコキサイド、有機ケ
イ素のアルコキサイドを加え、十分攪拌した後、基板上
にコーティングし、乾燥することを特徴とする請求項１
から７に記載の複合薄膜の製造方法。 - 【請求項９】 有機溶媒を主成分とする溶液が、一種以
上の有機溶媒、水および触媒の混合物であることを特徴
とする請求項８に記載の複合薄膜の製造方法。 - 【請求項１０】 有機溶媒が、アルコールであることを
特徴とする請求項９に記載の複合薄膜の製造方法。 - 【請求項１１】 アルコールがメチルアルコール、エチ
ルアルコール、ｎ−イソプロピルアルコール、ｎ−ブチ
ルアルコール、およびこれらの異性体、ならびに、ジア
セトンアルコールから選ばれる一種以上であることを特
徴とする請求項１０に記載の複合薄膜の製造方法。 - 【請求項１２】 ケイ素のアルコキサイドがテトラエト
キシシラン、有機ケイ素のアルコキサイドがジエトキシ
ジフェニルシランであることを特徴とする請求項８から
１１に記載の複合薄膜の製造方法。 - 【請求項１３】 乾燥温度が５０℃〜１１０℃であるこ
とを特徴とする請求項８から１２に記載の複合薄膜の製
造方法。 - 【請求項１４】 請求項１から７に記載の複合薄膜を用
いた光学材料。 - 【請求項１５】 請求項１から７に記載の複合薄膜を用
いた発光材料。 - 【請求項１６】 請求項１から７に記載の複合薄膜を用
いた波長変換材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11141088A JP2000328053A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 希土類錯体を含む複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用いた光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11141088A JP2000328053A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 希土類錯体を含む複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用いた光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000328053A true JP2000328053A (ja) | 2000-11-28 |
Family
ID=15283935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11141088A Pending JP2000328053A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 希土類錯体を含む複合薄膜およびその製造方法および複合薄膜を用いた光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000328053A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007039564A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Kri Inc | 高効率赤色発光体 |
| JP2008074889A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Saitama Univ | 発光物質及びその製造方法、該発光物質を用いた発光装置、並びに該発光装置を用いた照明装置及び画像表示装置 |
| WO2008096711A1 (ja) | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用波長変換型集光フィルム |
| WO2011040391A1 (ja) | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 日立化成工業株式会社 | 波長変換用蛍光材料、これを含む波長変換用樹脂組成物、これらを用いた太陽電池モジュール、波長変換用樹脂組成物の製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法 |
| WO2011065084A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | シャープ株式会社 | 太陽電池モジュール及び太陽光発電装置 |
| WO2011074295A1 (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | シャープ株式会社 | 電子機器 |
| WO2011126117A1 (ja) | 2010-04-09 | 2011-10-13 | 日立化成工業株式会社 | 太陽電池用波長変換性樹脂組成物および太陽電池モジュール |
| WO2011126118A1 (ja) | 2010-04-09 | 2011-10-13 | 日立化成工業株式会社 | 球状蛍光体、波長変換型太陽電池封止材、太陽電池モジュール及びこれらの製造方法 |
| US8860165B2 (en) | 2011-02-23 | 2014-10-14 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Wavelength conversion-type photovoltaic cell sealing material and photovoltaic cell module using the same |
| WO2015122503A1 (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | 日本発條株式会社 | 集光型太陽電池装置用又は太陽熱発電装置用反射シート、及び集光型太陽電池装置用又は太陽熱発電装置用反射部材 |
| EP2947697A1 (en) | 2013-12-23 | 2015-11-25 | Merck Patent GmbH | Antireflection films and photovoltaic devices |
| CN112382684A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-02-19 | 希腊布莱特公司 | 具有发光太阳能集中器纳米材料涂层的透明太阳能玻璃板 |
| CN112831120A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-25 | 苏州大学 | 一种led白光eva薄膜材料的制备方法 |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP11141088A patent/JP2000328053A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007039564A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Kri Inc | 高効率赤色発光体 |
| JP2008074889A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Saitama Univ | 発光物質及びその製造方法、該発光物質を用いた発光装置、並びに該発光装置を用いた照明装置及び画像表示装置 |
| WO2008096711A1 (ja) | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用波長変換型集光フィルム |
| WO2011040391A1 (ja) | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 日立化成工業株式会社 | 波長変換用蛍光材料、これを含む波長変換用樹脂組成物、これらを用いた太陽電池モジュール、波長変換用樹脂組成物の製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法 |
| WO2011065084A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | シャープ株式会社 | 太陽電池モジュール及び太陽光発電装置 |
| WO2011074295A1 (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | シャープ株式会社 | 電子機器 |
| WO2011126117A1 (ja) | 2010-04-09 | 2011-10-13 | 日立化成工業株式会社 | 太陽電池用波長変換性樹脂組成物および太陽電池モジュール |
| WO2011126118A1 (ja) | 2010-04-09 | 2011-10-13 | 日立化成工業株式会社 | 球状蛍光体、波長変換型太陽電池封止材、太陽電池モジュール及びこれらの製造方法 |
| US8860165B2 (en) | 2011-02-23 | 2014-10-14 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Wavelength conversion-type photovoltaic cell sealing material and photovoltaic cell module using the same |
| EP2947697A1 (en) | 2013-12-23 | 2015-11-25 | Merck Patent GmbH | Antireflection films and photovoltaic devices |
| WO2015122503A1 (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | 日本発條株式会社 | 集光型太陽電池装置用又は太陽熱発電装置用反射シート、及び集光型太陽電池装置用又は太陽熱発電装置用反射部材 |
| CN112382684A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-02-19 | 希腊布莱特公司 | 具有发光太阳能集中器纳米材料涂层的透明太阳能玻璃板 |
| CN112831120A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-25 | 苏州大学 | 一种led白光eva薄膜材料的制备方法 |
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