JP2009512122A - テリレン蛍光色素を基礎とする蛍光変換太陽電池 - Google Patents

テリレン蛍光色素を基礎とする蛍光変換太陽電池 Download PDF

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Abstract

少なくとも1種の蛍光色素でドープされたポリマーからなる1つ以上のプレート及び/又はドープされたポリマーで被覆されたガラスプレートと、該プレートの縁部に取り付けられた、テリレンカルボン酸誘導体を基礎とする1種以上の蛍光色素もしくはこの蛍光色素と他の蛍光色素との組合せを含有する光電池とを基礎とする蛍光変換太陽電池。

Description

本発明は、少なくとも1種の蛍光色素でドープされたポリマーからなる1つ以上のプレート及び/又はドープされたポリマーで被覆されたガラスプレートと、該プレートの縁部に取り付けられた、テリレンカルボン酸誘導体を基礎とする1種以上の蛍光色素もしくはこの蛍光色素と他の蛍光色素との組合せを含有する光電池とを基礎とする蛍光変換太陽電池に関する。
光電池は、入射した日光を基本的に部分的にのみ電気エネルギーに変換できるにすぎず、大部分のエネルギーは、熱の形で失われる。ここで、例えばシリコン太陽電池は、結晶シリコンの1.1eVの帯域端より高いエネルギー、すなわち1300nm以下の波長を有する全ての光子を吸収することができる。吸収された光子の過剰のエネルギーは、その際に熱に変換され、そして光電池の加熱をひきおこす。これによって、その効率は低下する。
それゆえ、70年代において既に、光電池と蛍光性の集光系(ソーラーコレクター)との組合せであり、日光のエネルギーのより良好な利用を可能にする蛍光変換セルが記載されている。該ソーラーコレクターは、吸収された日光を、長波長であるが、依然としてエネルギー的にシリコン帯域端より高い位置にある光に変換し、こうして光電池の加熱を低下させる。種々の波長で吸収もしくは放出を示す複数の蛍光剤(いわゆるカスケード)の使用によって、入射した日光を、その際に特に効率的に、光電池に適したエネルギーの光に変換することができる。
更に、光電池を備えるべき表面は、蛍光性のソーラーコレクターの使用によって減少する。ここで、その光は、蛍光剤を含むあるいは該蛍光剤で被覆されたプレート中に、全反射によって非反射性の縁部に導かれそこで集められるため、かつ前記の縁部のみが光電池で覆われていなければならない。それによって、構造物全体の費用は、明らかに低減できる。
前記の蛍光変換太陽電池の構造及び作用様式は、Appl.Phys.14,123−139(1977)もしくはUS−A−4110123号から公知である。
Nature 274,144−145(1978)もしくはUS−A−4367367号において、UO2 2+、EU3+、Cr3+、Yb3+及びNd3+などの蛍光性金属イオンでドープされかつPMMAマトリクス中の蛍光色素(ビオラントロン、ローダミン 6G)で被覆された複数のガラスプレートを基礎とする蛍光変換太陽電池が記載されている。
EP−A−073007号からも、アルコキシ化されたビオラントロン及びイソビオラントロンをソーラーコレクター用の蛍光色素として使用することが知られている。
EP−A−041274号は、とりわけペリレンテトラカルボン酸ジイミドの銅色素を蛍光変換太陽電池で使用することを記載している。
その光安定性に基づき、ペリレンを基礎とする蛍光色素は、蛍光変換太陽電池における使用のために特に関心が持たれている。
Nachr.Chem.Tech.Lab.28,716−718(1980)において、前記の目的のために、N,N′−ビス(2,5−ジ−t−ブチルフェニル)ペリレンテトラカルボン酸ジイミドが使用される。DE−A−3235526号及びDE−A−3545004号から、ペリレン骨格中で置換された、とりわけテトラフェノキシ置換及び四ハロゲン化されたペリレンテトラカルボン酸ジイミドを、表面的な集光のために使用することが知られている。WO−A−97/08756号において、ペリレンを基礎とする蛍光色素(N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレンテトラカルボン酸ジイミド及びペリレン−3,9−もしくは−3,10−ジカルボン酸ジイソブチルエステル)を安定剤としての立体障害アミンと組み合わせて含有するポリカーボネートプレートを基礎とするソーラーコレクターが記載されている。ECN−Report ECN−RX−05−009:20th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition(スペイン・バルセロナ;2005年6月6〜10日)において、最終的に、N,N′−ビス(7−トリデシル)ペリレンテトラカルボン酸ジイミドと赤色のクマリン色素とを有する蛍光変換太陽電池が紹介されている。
今までに記載されていた系は、まだ商業的に利用されていない。理由は、提案された蛍光色素が十分な光安定性を有さないこと、及び/又は日光の小さすぎる波長範囲のみが蛍光変換によって光電池のために利用できるに過ぎないことにある。
従って、本発明の課題は、これらの欠点を払拭し、かつ有利には日光を電気的エネルギーに変換するために使用できる蛍光変換太陽電池を提供することであった。
それにより、少なくとも1種の蛍光色素でドープされたポリマーからなる1つ以上のプレート及び/又はドープされたポリマーで被覆されたガラスプレートと、該プレートの縁部に取り付けられた、テリレンカルボン酸誘導体を基礎とする1種以上の蛍光色素もしくはこの蛍光色素と他の蛍光色素との組合せを含有する光電池とを基礎とする蛍光変換太陽電池が見出された。
好ましくは、本発明による蛍光変換太陽電池は、NIRにおいて放出を示す、テリレンカルボン酸誘導体を基礎とする少なくとも1種の蛍光色素を、より短波長で吸収及び放出を示す少なくとも1種の蛍光色素と組み合わせて含有する。特に有利には、それぞれ短波長で吸収を示す色素の発光極大と、すぐ次の色素の吸収極大とが大幅に一致している(色素カスケード)。
テリレンを基礎とする蛍光色素が、多重発色団であり、従って、種々異なる発色団の構成単位が1分子中で一体となった色素である場合に、放出光の深色シフトが該色素分子中で行われ、種々異なる色素の物理的混合を、少なくとも部分的に回避できる。
本発明による蛍光変換太陽電池は、1種以上の蛍光色素でドープされたポリマープレートもしくはドープされたポリマーで被覆されたガラスプレート、又は複数の係るプレート又は前記ポリマープレートとガラスプレートとの組合せ物から構成されていてよい。
種々異なる蛍光色素の組み合わせが使用される場合には、テリレンを基礎とする蛍光色素は、有利には別々のポリマープレートもしくはポリマー被覆で使用される。
図1において、積層プレート型の蛍光変換太陽電池の概略的構成が示されている。
図2は、ポリマープレートを基礎とする蛍光変換太陽電池を示している。
図1に例として示される蛍光変換太陽電池は、種々異なる3種の蛍光色素でドープされたポリマープレート(F1〜F3)から構成されている。最上のプレート(F1)は、好ましくは、最も短波長で吸収を示す蛍光色素で高い濃度でドープされており、中間のプレート(F2)は、中程度の波長で吸収を示す蛍光色素を含有し、かつ最下のプレート(F3)は、最後に、NIRにおいて発光を示す蛍光色素でドープされている。
積層ポリマープレートの1つ以上の縁部は、それぞれ1つ以上の光電池(PVZ)で覆われており、覆われていないほうの縁部は、鏡面加工(S)されている。
その際、光電池PVZは、通常の材料から構成されていてよい、例えば結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、又は薄層として存在するシリコン、CIS(CuInSe2)、CdTe、GaAs、InPもしくはGaInAsPから構成されていてよい。
それらのポリマープレートは、光学接続されていてよく、又はガス充填(例えば空気充填)された中間室を介して互いに接続されていてよい。
全反射角外で放出される光(約20%)をプレート中に導くために、光学的に、選択反射する帯域フィルタ層(BPF)を、照光側(L)に適用することができる。
所望であれば、最上のポリマープレート(F1)の上側に、保護のために、UV吸収層及び/又は耐引掻性被覆を適用することができる。
透過光は、拡散性(白色)反射板(Diff)又は鏡面を介して、蛍光変換太陽電池中に散乱して戻る。
図2に示される蛍光変換太陽電池は、複数の蛍光色素の混合物でドープされたポリマープレート(FM)を基礎としている。
例として示されたセルは、両方の縁部に光電池(PVZ)を有する。
他の構造は、積層プレート型の蛍光変換太陽電池に相当する。
本発明による蛍光変換太陽電池は、有利には、テリレンテトラカルボン酸ジイミド、テリレンテトラカルボン酸一無水物モノイミド、テリレンテトラカルボン酸二無水物、テリレンジカルボン酸イミド、テリレンジカルボン酸無水物、テリレンテトラ−及び−ジカルボン酸無水物と芳香族ジアミンとの縮合生成物並びにテリレン構成単位を有する多重発色団の群からの少なくとも1種の蛍光色素を含有する。
その際、"カルボン酸無水物"という名称は、それぞれ、遊離形で又は塩として存在する酸をもともに含むべきである。
単独の発色団としてのテリレン構成単位を基礎とする蛍光色素(以下、短縮して"テリレン色素Ia"と呼称する)は、その際、有利には、一般式Ia
Figure 2009512122
[式中、置換基及び変数は、以下の意味を有する:
a1は、互いに、式(a)、(b)もしくは(c)
Figure 2009512122
で示される基に結合して、6員環を形成するか、
両方とも水素もしくは基−COOMであるか、又は
両方の基の一方は、基Rもしくは臭素であり、かつもう一方の基は、水素である;
a2は、Ba1とは無関係に、互いに、式(a)、(b)もしくは(c)で示される基に結合して、6員環を形成するか、又は両方とも基−COOMである;
Rは、アリールオキシ、アリールチオ、ヘタリールオキシもしくはヘタリールチオであり、そこにはそれぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、以下の基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい:
(i)C1〜C30−アルキル、前記C1〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、前記C1〜C30−アルキルは、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2、−SO32、アリール及び/又は飽和もしくは不飽和のC4〜C7−シクロアルキルによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリール基及びシクロアルキル基の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記のアリール基及びシクロアルキル基は、それぞれC1〜C18−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい;
(ii)C3〜C8−シクロアルキル、前記C3〜C8−シクロアルキルの炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記C3〜C8−シクロアルキル上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
(iii)アリールもしくはヘタリール、前記のアリールもしくはヘタリール上にそれぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2、−SO32、アリール及び/又はヘタリールによって一置換もしくは多置換されていてよく、該アリール及び/又はヘタリールは、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
(iv)基−U−アリール、前記基は、アリール基についての置換基(iii)として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、Uは、基−O−、−S−、−NR1−、−CO−、−SO−もしくは−SO2−を意味する;
(v)C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2もしくは−SO32、その際、基Rは、n>1の場合には同一もしくは異なってよい;
1は、水素もしくはC1〜C18−アルキルであり、その際、基R1は、それらが複数存在する場合には、同一もしくは異なってよい;
2、R3は、互いに無関係に、水素、C1〜C8−アルキル、アリールもしくはヘタリールであり、
前記のC1〜C18−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC1〜C18−アルキルは、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ及び/又は−COOR1によって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のアリールもしくはヘタリール上にそれぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−CO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよい;
その際、前記の環系全体は、C1〜C12−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい;
Halは、臭素もしくはシアノである;
R′は、C4〜C30−アルキル、C3〜C8−シクロアルキル、アリールもしくはヘタリールであり、
前記のC4〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC4〜C30−アルキルは、基Rについての置換基として上述した基(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のC3〜C8−シクロアルキル上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として上述した基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のアリールもしくはヘタリール上にそれぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として上述した基(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び/又はアリールアゾ及び/又はヘタリールアゾによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリールアゾ及び/又はヘタリールアゾは、それぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシ及び/又はシアノによって一置換もしくは多置換されていてよい;
Eは、1,2−フェニレン、1,8−もしくは2,3−ナフチレン又は2,3−もしくは3,4−ピリジレンであり、それぞれ、C1〜C12−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、ヒドロキシ、ニトロ及び/又はハロゲンによって置換されていてよい;
Mは、水素、アルカリ金属カチオン、[NH4+又は[NR2 4+である;
nは、2〜6であるか、又は(1)基Ba1及びBa2がそれぞれ式(a)の基を意味するか、又は(2)基Ba1が式(a)の基を意味し、かつ基Ba2が両者とも水素を意味するか、もしくは両方の基Ba2の一方が臭素を意味し、かつもう一方の基Ba2が水素を意味する場合には、0でもある;
zは、0〜6であり、その際、n+z≦6であり、かつ基Ba1及びBa2がそれぞれ式(a)の基を意味する場合にのみ、zは、0とは異なってよい]を有する。
テリレン色素Ia及びその製造は、WO−A−03/104232号及びWO−A−02/66438号、非事前公開のWO−A−2006/058674号並びに旧ドイツ国特許出願第102005021362.6号、同第102005032583.1号及び同第102005037115.9号に記載されている。
テリレン色素Iaは、テリレンテトラカルボン酸ジイミド及びテリレンジカルボン酸イミドの場合には、テリレン骨格(bay位)において非置換であってよい。更に、前記のテリレン色素は、1〜6つの置換基によって、有利には1,6,9,14−位で4つの置換基Rによって、又はテリレンテトラカルボン酸ジイミドの場合には、Halによっても置換されている。
臭素化されたテリレン色素Iaは、基Rによって置換されたテリレン色素Iaのための出発材料としても用いられる。臭素原子は、従って、不完全に行われた交換に基づき、テリレン色素Ia中に含まれていてもよい。
特に好ましいテリレン色素Iaは、テリレン骨格において、アリールオキシ基、アリールチオ基、ヘタリールオキシ基もしくはヘタリールチオ基Rによって、特にフェノキシ基、チオフェノキシ基、ピリジルオキシ基、ピリミジルオキシ基、ピリジルチオ基もしくはピリミジルチオ基Rによって置換されている。
殊に好ましいのは、4つの基Rによって置換されているテリレン色素Iaである。
好ましい基Rは、フェノキシ基及びチオフェノキシ基であり、前記基は、それぞれ以下の同一もしくは異なる基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい:
(i)C1〜C30−アルキル、前記のC1〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−及び/又は−CO−によって中断されていてよく、かつC1〜C12−アルコキシ、ヒドロキシ、ハロゲン、シアノ及び/又はアリールによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記アリールは、C1〜C18−アルキル及び/又はC1〜C6−アルコキシによって一置換もしくは多置換されていてよい;
(ii)C3〜C8−シクロアルキル、前記のC3〜C8−シクロアルキルの炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−CR1=CR1−及び/又は−CO−によって中断されていてよく、かつ前記のC3〜C8−シクロアルキルは、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ及び/又はC1〜C6−アルキルチオによって一置換もしくは多置換されていてよい;
(iii)アリールもしくはヘタリール、前記のアリールもしくはヘタリール上にそれぞれ他の5員ないし7員の飽和もしくは不飽和の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、−C=CR1−、−CR1=CR1−、ヒドロキシ、ハロゲン、シアノ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
(iv)基−U−アリール、前記基は、アリール基についての置換基(iii)として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、Uは、基−O−、−S−、−NR1−、−CO−、−SO−もしくは−SO2−を意味する;
(v)C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2もしくは−SO32
(チオ)フェノキシ基Rは、非置換であるか、又はオルト位、メタ位もしくは好ましくはパラ位で一置換されていてよい。前記基は、二置換、三置換、四置換もしくは五置換されていてよく、その際、全ての考えられる置換型が可能である。
特に好ましい基Rは、式
Figure 2009512122
で示されるオルト,オルト′−二置換された(チオ)フェノキシ基である。
両方のオルト位にある基R′′は、同一もしくは異なってよいが、好ましくは同一である。
(チオ)フェノキシ基Rは、また、1つの、2つのもしくは全ての3つの他の環位において、同一もしくは同一でない水素とは異なる基R′′′によって置換されてもよい。
好ましくは、(チオ)フェノキシ基Rは、オルト位とオルト′位のみにおいて、又は付加的にパラ位において置換されている。
特に、上述の式中の置換基及び変数は、以下の意味を有する:
Yは、−O−もしくは−S−、有利には−O−である;
R′′は、以下の(i)〜(v)の同一もしくは異なる基である:
(i)C1〜C18−アルキル、前記のC1〜C18−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−及び/又は−CO−によって中断されていてよく、かつ前記のC1〜C18−アルキルは、C1〜C12−アルコキシ、ヒドロキシ及び/又はハロゲンによって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、1位にあるアルキル基R′′の多くとも1つは、第三級炭素原子を有してよい;
(ii)C3〜C8−シクロアルキル、前記のC3〜C8−シクロアルキルは、C1〜C18−アルキル及び/又はC1〜C12−アルコキシによって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、1位にある基R′′の多くとも1つは、第三級炭素原子を有してよい;
(iii)アリールもしくはヘタリール、前記のアリールもしくはヘタリールは、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、ヒドロキシ及び/又はハロゲンによって一置換もしくは多置換されていてよい;
(iv)基−U−アリール、前記基は、アリール基についての置換基(iii)として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、Uは、基−O−、−S−もしくは−NR1−を意味する;
(v)C1〜C12−アルコキシ、ヒドロキシ、ハロゲンもしくはシアノ;
R′′′は、以下の同一もしくは異なる基である:
水素;
R′′について挙げた基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)、その際、1位にあるアルキル基(i)及びシクロアルキル基(ii)は、第三級炭素原子を有してよい;
1は、水素もしくはC1〜C6−アルキルである。
基R′として好ましいのは、その際、アルキル基、シクロアルキル基及びフェニル基であり、とりわけ1位に第二級もしくは第一級の炭素原子を有するアルキル基並びにメチル及び1位に第二級炭素原子を有するシクロアルキル基であり、その際、1位に第二級炭素原子を有するアルキル基及びシクロアルキル基が特に強調されるべきである。
特に好ましい(チオ)フェノキシ基のための例として、詳細には、以下のものが挙げられる:
2,6−ジメチルフェノキシ、2,6−ジエチルフェノキシ、2,6−ジイソプロピルフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)フェノキシ、2,6−ジシクロヘキシルフェノキシ、2,6−ジフェニルフェノキシ、2,6−ジメチル−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジエチル−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,4,6−トリ(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(n−ブチル)−フェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジフェニル−4−(n−ブチル)フェノキシ、2,6−ジメチル−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジエチル−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジフェニル−4−(n−ノニル)フェノキシ、2,6−ジメチル−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジエチル−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(n−オクタデシル)フェノキシ、2,6−ジメチル−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジエチル−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ブチル)−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジフェニル−4−(t−ブチル)フェノキシ、2,6−ジメチル−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジエチル−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ブチル)−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(t−オクチル)フェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(t−オクチル)フェノキシ及び2,6−ジフェニル−4−(t−オクチル)フェノキシ;
2,6−ジメチルチオフェノキシ、2,6−ジエチルチオフェノキシ、2,6−ジイソプロピルチオフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)チオフェノキシ、2,6−ジシクロヘキシルチオフェノキシ、2,6−ジフェニルチオフェノキシ、2,6−ジメチル−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジエチル−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,4,6−トリ(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(n−ブチル)−チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジフェニル−4−(n−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジメチル−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジエチル−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジフェニル−4−(n−ノニル)チオフェノキシ、2,6−ジメチル−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジエチル−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(n−オクタデシル)チオフェノキシ、2,6−ジメチル−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジエチル−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ブチル)−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジフェニル−4−(t−ブチル)チオフェノキシ、2,6−ジメチル−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジエチル−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジイソプロピル−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ブチル)−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ブチル)−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ヘキシル)−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ヘキシル)−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(2−ドデシル)−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジ(n−ドデシル)−4−(t−オクチル)チオフェノキシ、2,6−ジシクロヘキシル−4−(t−オクチル)チオフェノキシ及び2,6−ジフェニル−4−(t−オクチル)チオフェノキシ。
テリレン色素Iaは、有利には、少なくとも1つのイミド官能を有し(すなわちテリレンテトラカルボン酸ジイミド、テリレンテトラカルボン酸一無水物モノイミド、テリレンジカルボン酸イミド)、もう一つのイミド官能を有する、テリレンテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの簡単な縮合生成物が好ましい。
特に好ましくは、テリレン色素Iaは、もっぱらイミド官能を含む。従って、テリレンテトラカルボン酸ジイミド及びテリレンジカルボン酸イミドが特に好ましく、その際、テリレンテトラカルボン酸ジイミドが殊に好ましい。
イミド窒素原子上の置換基R′は、その際、特に、C4〜C30−アルキル、C5〜C8−シクロアルキル、フェニル、ナフチル、ピリジルもしくはピリミジルの意味を有し、
前記のC4〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−及び/又は−CO−によって中断されていてよく、かつC1〜C6−アルコキシ、シアノ及び/又はアリールによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記アリールは、C1〜C18−アルキル及び/又はC1〜C6−アルコキシによって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のC5〜C8−シクロアルキルは、C1〜C12−アルキルによって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のフェニル、ナフチル、ピリジルもしくはピリミジルは、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−CONR23、−SO2NR23及び/又はフェニルアゾ及び/又はナフチルアゾはによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記フェニルアゾ及び/又はナフチルアゾは、それぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシ及び/又はシアノによって一置換もしくは多置換されていてよい。
特に有利には、R′は、C4〜C30−アルキル、C5〜C8−シクロアルキル、フェニル、ナフチル、ピリジルもしくはピリミジルの意味を有し、
前記のC4〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−及び/又は−CO−によって中断されていてよく、かつC1〜C6−アルコキシ、シアノ及び/又はアリールによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記アリールは、C1〜C18−アルキル及び/又はC1〜C6−アルコキシによって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のC5〜C8−シクロアルキルは、C1〜C6−アルキルによって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のフェニル、ナフチル、ピリジルもしくはピリミジルは、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−CONR23、−SO2NR23及び/又はフェニルアゾ及び/又はナフチルアゾはによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記フェニルアゾ及び/又はナフチルアゾは、それぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシ及び/又はシアノによって一置換もしくは多置換されていてよい。
2及びR3は、その際、互いに無関係に、水素、C1〜C18−アルキル、アリールもしくはヘタリールを意味し、
前記のC1〜C18−アルキルは、C1〜C6−アルコキシ、ヒドロキシ、ハロゲン及び/又はシアノによって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のアリールもしくはヘタリールは、それぞれC1〜C6−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい。
好ましくは、基R′は、十分な溶解性と蛍光を保証するために、4〜24個の炭素原子を有する。
殊に好ましい基R′は、オルト,オルト′−ジアルキル置換されたアリール基、とりわけ基Rの成分でもある前記基、並びに中間の炭素原子を介してイミド窒素原子に結合されている直鎖状のアルキル鎖である。前記基R′のための選択される例は、2,6−ジメチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル、2,6−ジイソプロピル−4−ブチルフェニル、5−ウンデシル、7−トリデシル及び9−ペンタデシルである。
好ましいテリレン色素Iaのための例としては、以下のものが挙げられる:
N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(7−トリデシル)テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,9,14−テトラ(4−t−オクチルフェノキシ)テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,9,14−テトラ(2,6−ジイソプロピルフェノキシ)テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミド、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)テリレン−3,4−ジカルボン酸イミド、N−(7−トリデシル)テリレン−3,4−ジカルボン酸イミド、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,9,14−テトラ(4−t−オクチルフェノキシ)テリレン−3,4−ジカルボン酸イミド及びN−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,9,14−テトラ(2,6−ジイソプロピルフェノキシ)テリレン−3,4−ジカルボン酸イミド。
本発明による蛍光変換太陽電池は、蛍光色素としてテリレン構成単位を有する多重発色団をも有してよい。
テリレン発色団は、その際、有利には中心構成単位を形成し、前記構成単位に他の発色団、有利にはペリレン発色団及び/又はナフタリン発色団が結合されている。しかしながら、それらの発色団は、逆の順序で配置されていてもよい。
結合の種類は、その際、多重発色団分子の形態を規定する。ここで、例えば中心のN,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェノキシ)テリレンテトラカルボン酸ジイミド分子と、4もしくは8つのN−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレンジカルボン酸イミド単位と、あるいは4つのN−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレンジカルボン酸イミド単位及び8つのN−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ナフタリンジカルボン酸イミド単位と、(ペンタフェニル)フェニル単位を介して結合している場合には、樹状型の多重発色団が生ずる(Angew.Chem.114,1980−1984(2002))。
しかしながら、本発明によれば、一般式Ib:
Figure 2009512122
[式中、置換基及び変数は以下の意味を有する:
b1は、互いに、式(a)もしくは(d)
Figure 2009512122
で示される基に結合されて、6員環を形成するか、又は一方の基が水素であり、かつもう一方の基が基Xである;
b2は、
基Bb1がともに式(a)の基を意味する場合に、式(a)の基に結合されて、6員環を形成する;
一方の基Bb1が水素を意味し、かつもう一方の基が基Xを意味し、その際、x=0及びn≠0に該当する場合に、式(a)の基に結合されて、6員環を形成する;
基Bb1がともに式(a)もしくは(d)の基を意味するか、あるいは一方の基Bb1が水素を意味し、かつもう一方の基が基XもしくはRを意味し、その際、x=0及びn≠0に該当する場合には、式(d)の基に結合されて、6員環を形成する;
Rは、アリールオキシ、アリールチオ、ヘタリールオキシもしくはヘタリールチオであり、前記のアリールオキシ、アリールチオ、ヘタリールオキシもしくはヘタリールチオ上に、それぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、以下の基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい:
(i)C1〜C30−アルキル、前記のC1〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC1〜C30−アルキルは、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2、−SO32、アリール及び/又は飽和もしくは不飽和のC4〜C7−シクロアルキルによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリール及び/又は飽和もしくは不飽和のC4〜C7−シクロアルキルの炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記のアリール基及びシクロアルキル基は、それぞれC1〜C18−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい;
(ii)C3〜C8−シクロアルキル、前記のC3〜C8−シクロアルキルの炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC3〜C8−シクロアルキル上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
(iii)アリールもしくはヘタリール、前記のアリールもしくはヘタリール上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2、−SO32、アリール及び/又はヘタリールによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリール及び/又はヘタリールは、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
(iv)基−U−アリール、前記基は、アリール基についての置換基(iii)として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、Uは、基−O−、−S−、−NR1−、−CO−、−SO−又は−SO2−を意味する;
(v)C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2もしくは−SO32、その際、基Rは、n>1である場合に、同一もしくは異なってよい;
1は、水素もしくはC1〜C18−アルキルであり、その際、基R1は、それらが複数存在する場合には、同一もしくは異なってよい;
2、R3は、互いに無関係に、水素、C1〜C18−アルキル、アリールもしくはヘタリールであり、
前記のC1〜C18−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつC1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ及び/又は−COOR1によって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のアリールもしくはヘタリール上に、それぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−CO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C12−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい;
Xは、式
Figure 2009512122
で示されるペリレンジカルボン酸イミド基である;
R′は、C4〜C30−アルキル、C3〜C8−シクロアルキル、アリールもしくはヘタリールであり、
前記のC4〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC4〜C30−アルキルは、基Rについての置換基として挙げた基(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のC3〜C8−シクロアルキル上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として挙げた基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のアリールもしくはヘタリール上に、それぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として挙げた基(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び/又はアリールアゾ及び/又はヘタリールアゾによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリールアゾ及び/又はヘタリールアゾは、それぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシ及び/又はシアノによって一置換もしくは多置換されていてよい;
Yは、−O−もしくは−S−である;
Zは、少なくとも1つの芳香族もしくは複素芳香族の基を有する架橋員であり、その際、基Yは、該芳香族もしくは複素芳香族の基に結合されている;
xは、
基Bb1及びBb2が、それぞれ式(a)の基を意味する場合には、2〜6である;
基Bb1及びBb2の全ての他の意味については、0である;
nは、0〜8であり、その際、x+n≦8であり、かつx=0の場合には、n≠0である;
n1は、0〜2である]で示される多重発色団(以下に、"テリレン色素Ib"と呼称する)が好ましい。
テリレン色素Ib及びそれらの製造は、旧ドイツ国特許出願第102005037115.9号に記載されている。
ペリレン発色団は、テリレン色素Ibの場合に、基−Y−Z−Y−を介して直接的にテリレン発色団の環骨格に結合されており、かつ/又は基−Z−Y−を介してテリレン発色団のイミド窒素原子に結合されている。
その際、結合性の架橋員Zは、少なくとも1つの芳香族もしくは複素芳香族の基を有し、前記基にYもしくはイミド窒素原子が結合されている。
好ましくは、Zは、式
Figure 2009512122
[式中、環Pは、同一もしくは異なってよく、ハロゲン原子を環原子として含んでよく、かつ/又は縮合された5員ないし7員の環を有してよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として上述した基(i)、(ii)、(iii)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい]で示されるアリーレン基もしくはヘタリーレン基である。
Gは、化学結合、基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−もしくは−SO2−又はC1〜C12−アルキレンもしくはC4〜C7−シクロアルキレン、アリーレンもしくはヘタリーレンを意味し、
前記のC1〜C12−アルキレンもしくはC4〜C7−シクロアルキレンの炭素鎖は、それぞれこれらの基によって一置換もしくは多置換されていてよく、かつ前記のC1〜C12−アルキレンもしくはC4〜C7−シクロアルキレンは、それぞれ基Rについての置換基として上述した基(i)、(ii)、(iii)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
前記のアリーレンもしくはヘタリーレンは、同様にそれぞれ基(i)、(ii)、(iii)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、ヒドロキシ及びメルカプトは、基(v)として除外される。
特に好ましい架橋員Zは、式
Figure 2009512122
[式中、フェニレン環もしくはナフチレン環は、C1〜C18−アルキルによって一置換もしくは多置換されていてよく、かつGは、化学結合、メチレンもしくはイソプロピレンを意味する]で示されるアリーレン基である。
特に好ましい架橋員Zのための例は、詳細には、1,4−、1,3−及び1,2−フェニレン、1,4−[2,5−ジ(t−ブチル)]フェニレン、1,4−(2,5−ジヘキシル)フェニレン、1,4−[2,5−ジ(t−オクチル)]フェニレン、1,4−(2,5−ジドデシル)フェニレン、1,4−[2,5−ジ(2−ドデシル)]フェニレン、1,4−及び1,8−ナフチレン、4,4′−、3,3′−及び2,2′−ビフェニレン、4,4′−ジ(2,2′,6,6′−テトラメチル)フェニレン、4,4′−ジ(2,2′,6,6′−テトラエチル)フェニレン、4,4′−ジ(2,2′,6,6′−テトライソプロピル)フェニレン、4,4′−ジ(2,2′,6,6′−テトラヘキシル)フェニレン、4,4′−ジ[2,2′,6,6′−テトラ(2−ヘキシル)]フェニレン、4,4′−ジ[2,2′,6,6′−テトラ(t−オクチル)]フェニレン、4,4′−ジ(2,2′,6,6′−テトラドデシル)フェニレン及び4,4′−ジ[2,2′,6,6′−テトラ(2−ドデシル)]フェニレン並びに
Figure 2009512122
[式中、R′′′′は、水素、メチル、エチルもしくはフェニルを意味する]である。
殊に好ましい架橋員Zは、1,4−フェニレン及び4,4′−ジ(2,2′,6,6′−テトラメチル)フェニレンである。
テリレン色素Ibは、テリレン色素Iaと同様に、付加的に(ヘテロ)アリールオキシ基及び(ヘテロ)アリールチオ基Rによって置換されていてよい。
R並びに式Ib中にある他の置換基及び変数は、その際、式Ia中と同じ意味を有する。同一の好ましい態様も適用される。
テリレンを基礎とする本発明による蛍光色素を含有する蛍光変換太陽電池の利点は、入射された日光を長波長のNIR放射線に変換でき、従ってシリコン光電池に特に良好に適合された放射線に変換できることにある。ここで、該テリレン色素Iaは、約480〜770nmで吸収を示し、そして約650〜850nmで放出を示す。テリレン色素Ibの場合には、吸収領域は短波端で約400nmにまで拡大し、そして400〜600nmの範囲においてテリレン色素Iaに対して明らかに増強される。
日光の特に効率的な変換を達成できるのは、テリレン色素を短波長に吸収及び放出を示す蛍光色素と組み合わせて、とりわけ色素カスケードの形態で組み合わせた場合である。
前記の色素の組合せ物のためには、特にペリレンカルボン酸誘導体、ナフタリンカルボン酸誘導体及び(イソ)ビオラントロン誘導体の群からの蛍光色素であり、その際、ペリレンを基礎とする蛍光色素との組合せ物が好ましい。
ペリレンカルボン酸誘導体を基礎とする蛍光色素(以下で、"ペリレン色素"と呼称する)としては、例えばペリレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸一無水物モノイミド、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ペリレンジカルボン酸イミド、ペリレン−3,4−ジカルボン酸無水物、ペリレンジカルボン酸エステル、ペリレンジカルボン酸アミド及びペリレン構成単位を有する多重発色団であってテリレン構成単位を含まないものが適しており、その際、ペリレンジカルボン酸エステルが好ましく、ペリレンジカルボン酸イミドが特に好ましく、そしてペリレンテトラカルボン酸ジイミドが殊に好ましい。
その際、ペリレンジカルボン酸イミドは、ペリレン−3,4−ジカルボン酸から誘導され、そしてペリレンジカルボン酸エステル及び−アミドは、異性体のペリレン−3,9−及び−3,10−ジカルボン酸から誘導される。
ペリレンカルボン酸イミドの場合には、イミド窒素原子上の置換基としては、テリレン色素の場合と同様に、基R′が特に適している。同一の好ましい態様も適用される。
ペリレン色素は、テリレン色素Iaと同様に非置換であってよい。しかしながら、好ましくは、ペリレン色素は、1〜5つ(ペリレンテトラカルボン酸ジイミドの場合には、とりわけ2もしくは4つ)の(ヘテロ)アリールオキシ基もしくは(ヘテロ)アリールチオ基Rによって置換されている。
更に、ペリレン色素は、また、シアノ基によって置換されていてもよい。この置換は、ペリレンジカルボン酸イミド及びペリレンジカルボン酸エステルのための特定の意味を有する。
特に適したペリレン色素のための例として挙げられるものは、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(7−トリデシル)ペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,7,12−テトラ(4−t−オクチルフェノキシ)ペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,7,12−テトラフェノキシペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6−及び−1,7−ビス(4−t−オクチルフェノキシ)ペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6−及び−1,7−ビス(2,6−ジイソプロピルフェノキシ)ペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−9−フェノキシペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−9−(2,6−ジイソプロピルフェノキシ)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−9−シアノペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド、N−(7−トリデシル)−9−フェノキシペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド、ペリレン−3,9−及び−3,10−ジカルボン酸ジイソブチルエステル、4,10−ジシアノペリレン−3,9−及び−4,9−ジシアノペリレン−3,10−ジカルボン酸ジイソブチルエステル及びペリレン−3,9−及び−3,10−ジカルボン酸ジ(2,6−ジイソプロピルフェニル)アミドである。
ペリレンを基礎とする多重発色団は、有利には、多重発色団のテリレン色素Ibと同様に、中心のペリレン発色団と、そこに結合されたナフタルイミド発色団とから構成されている。その際、ナフタルイミド発色団は、基−Y−Z−Y−を介して直接的にペリレン発色団(2〜4つのナフタルイミド)に及び/又は基−Z−Y−を介して中心のペリレンテトラカルボン酸イミドのイミド窒素原子に、中心のペリレンジカルボン酸アミドのアミド窒素原子に、又は中心のペリレン−3,9:3,10−ジカルボン酸のヒドロキシル酸素原子(エステル化)に結合されていてよい。
その際、ペリレン発色団は、同様に付加的に、(ヘテロ)アリールオキシ基もしくは(ヘテロ)アリールチオ基Rによって置換されていてよい。エステルを基礎とする多重発色団の場合には、4,10:4,9−位でのハロゲンもしくはシアノによる置換も可能である。
ペリレン色素は、一般に公知であるか、あるいは旧ドイツ国特許出願第102005032583.1号(オルト,オルト′−二置換された(チオ)フェノキシ基Rでの置換)及び同第102005037115.9号(多重発色団)に記載されている。
それらのペリレン色素は、通常は、360〜630nmの波長範囲で吸収を示し、そして約470〜750nmで放出を示す。多重発色団のペリレン色素の場合には、吸収は、約300nmの範囲にまで達する。
テリレン色素とペリレン色素との組み合わせによって、従って、日光は、360〜770nmの範囲で吸収され、そしてNIR放射線に変換することができる。
前記の組合せのためには、ペリレン色素それ自体だけでなく、類似の構造を有する蛍光色素、特にEP−A−073007号に記載されるようなビオラントロン及びイソビオラントロンを基礎とするものも適している。
特に適した例としては、アルコキシ化されたビオラントロン及びイソビオラントロン、例えば6,15−ジドデシルオキシイソビオラントレンジオン−(9,18)が挙げられる。
最後に、また、ナフタリンカルボン酸誘導体を基礎とする蛍光色素を、テリレン色素と、所望であればペリレン色素及び/又は(イソ)ビオラントロンと組み合わせて使用することもできる。
ナフタリンを基礎とする蛍光色素は、約300〜420nmの波長のUV領域で吸収を示し、そして約380〜520nmで放出を示す。それらの色素は、UV光をより長波長の光に変換する作用を有するだけでなく、とりわけ本発明による蛍光変換太陽電池に効果的なUV保護をももたらす。
ナフタリンカルボン酸誘導体の場合にも、イミド、従ってナフタリン−1,8:4,5−テトラカルボン酸ジイミドと、特にナフタリン−1,8−ジカルボン酸イミド(以下に、短く"ナフタルイミド"と呼称する)が好ましい。
ナフタルイミド、特にナフタリン−1,8:4,5−テトラカルボン酸ジイミドは、同様にナフタリン骨格において非置換であってよい。しかしながら、とりわけナフタリンジカルボン酸イミドは、1つの、又は好ましくは2つのアルコキシ基、アリールオキシ基もしくはシアノ基を置換基として有することが好ましい。
アルコキシ基は、特に1〜24個の炭素原子を有する。アリールオキシ基の場合には、非置換もしくは置換されていてよいフェノキシ基が好ましい。
特に適したナフタルイミドのための例としては、N−(2−エチルヘキシル)−4,5−ジメトキシナフタリン−1,8−ジカルボン酸イミド、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−4,5−ジメトキシナフタリン−1,8−ジカルボン酸イミド、N−(7−トリデシル)−4,5−ジメトキシナフタリン−1,8−ジカルボン酸イミド、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−4,5−ジフェノキシナフタリン−1,8−ジカルボン酸イミド及びN,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,8:4,5−ナフタリンテトラカルボン酸ジイミドが挙げられる。
蛍光色素の濃度は、その都度の蛍光色素でドープされたポリマープレートの層厚にわたっての吸光度ができる限り広いスペクトル領域にわたってほぼ1であるように調整され、従ってポリマープレートの寸法に依存し、その寸法は、約5〜100cm、有利には5〜30cmの長さと幅であってよく、かつ約1〜20mm、有利には1〜10mmの厚さであってよい。
色素の濃度は、相応して、それぞれのポリマープレート中で、通常は、10〜20000ppm、有利には50〜1000ppm、特に有利には100〜500ppmである。
ポリマー被覆されたガラスプレートの場合には、ポリマー被覆中の蛍光色素の濃度は、一般に、約10000ppmであり、ポリマー被覆の厚さは、通常は、約100〜300μmである。
蛍光色素でドープされたポリマープレートもしくはガラスプレート上に適用された、蛍光色素を含有するポリマー被覆は、好ましくは、無色の透明な熱可塑性のポリマーからなる。
好ましい熱可塑性ポリマーの例は、アクリル樹脂、スチレンポリマー、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ビニルポリマー又はそれらの混合物であり、その際、アクリル樹脂及びポリカーボネートが特に適している。
適したアクリル樹脂としては、(メタ)アクリル酸のポリアルキル−及び/又は−アリールエステル、ポリ(メタ)アクリルアミド及びポリ(メタ)アクリルニトリルが挙げられる。好ましいアクリル樹脂は、ポリアルキルメタクリレート、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)及びポリエチルメタクリレート(PEMA)であり、それらは衝撃強さが向上された形でもよく、その際、PMMA及び衝撃強さが向上されたPMMA(HI(高衝撃)PMMA)が特に好ましい。有利には、PMMAは、一般に20質量%以下の(メタ)アクリレートコモノマー、例えばn−ブチル(メタ)アクリレートもしくはメチルアクリレートの割合を含む。HI−PMMAは、好適な添加剤によって衝撃強さ処理されている。衝撃強さ向上剤としては、例えばEPDMゴム、ポリブチルアクリレート、ポリブタジエン、ポリシロキサンもしくはメタクリレート/ブタジエン/スチレン(MBS)コポリマー及びメタクリレート/アクリルニトリル/ブタジエン/スチレンコポリマーが該当する。好適な衝撃強さが向上されたPMMAは、例えばM.Stickler,T.RheinによってUllmann’s Encyclopedia of industrial chemistry、Vol.A21,第473〜486頁、VCH出版、ヴァインハイム、1992年で記載され、かつH.Domininghaus著のDie Kunststoffe und ihre Eigenschaften,VDI出版、デュッセルドルフ、1992年に記載されている。好適なポリメチルメタクリレートは、その他の点で当業者に公知であり、かつ例えば商標名Altuglas(登録商標)(Arkema)及びPlexiglas(登録商標)(Roehm)として入手できる。
スチレンポリマーとしては、完全にもしくは部分的にビニル芳香族化合物から構成されている全ての(コ)ポリマーが該当する。好適なビニル芳香族化合物は、例えばスチレン及びスチレン誘導体、例えばアルキル及び/又はハロゲンで一置換もしくは多置換されたスチレン並びに相応のナフチル化合物である。好ましくは、スチレンコポリマーが用いられる。これには、例えばアクリルニトリルとスチレンのブタジエンゴムへのグラフトコポリマー(ABSポリマーとしても知られる(例えばTerluran(登録商標)(BASF)))、スチレンとアクリルニトリルのポリアルキルアクリレートゴムへのグラフトコポリマー(ASAポリマーとしても知られる(例えばLuran(登録商標)S(BASF)))又はスチレン−アクリルニトリル−コポリマー(SANコポリマーとも呼ばれる(例えばLuran(登録商標)(BASF)))が当てはまる。
好適なポリカーボネートは自体公知である。ポリカーボネートには、本発明の範囲では、コポリカーボネートも含まれる。該(コ)ポリカーボネートは、有利には10000〜200000g/モルの範囲の分子量(質量平均値Mw、テトラヒドロフラン中でポリスチレン標準に対してゲル透過クロマトグラフィーによって測定した)を有する。Mwは、15000〜100000g/モルの範囲であることが好ましい。それは、それぞれジクロロメタン中に溶かした0.5質量%溶液中で25℃において測定した、1.1〜1.5の範囲の、有利には1.15〜1.33の範囲の相対溶液粘度に相当する。
ポリカーボネートは、例えばDE−C−1300266号の方法に相応して、界面重縮合によって、又はDE−A−1495730号の方法に従って、ジフェニルカーボネートとビスフェノールとの反応によって得られる。好ましいビスフェノールは、2,2−ジ(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通常は、ビスフェノールAと呼称される)である。
ビスフェノールAの代わりに、他の芳香族ジヒドロキシ化合物、特に2,2−ジ(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,6−ジヒドロキシナフタリン、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルファン、4,4′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルファイト、4,4′−ジヒドロキシジフェニルメタン、1,1−ジ(4−ヒドロキシフェニル)エタン、4,4−ジヒドロキシジフェニル又はジヒドロキシジフェニルシクロアルカン、有利にはジヒドロキシジフェニルシクロヘキサン又はジヒドロキシシクロペンタン、特に1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン並びに上述のジヒドロキシ化合物の混合物も使用できる。
特に好ましいポリカーボネートは、ビスフェノールAを基礎とするものであるか、又はビスフェノールAと上述の芳香族ジヒドロキシ化合物80モル%までとのポリカーボネートである。
また、US−A−3737409号によるコポリカーボネートを使用することもできる。特に関心が持たれるのは、ビスフェノールAとビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホン及び/又は1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキシルを基礎とするコポリカーボネートであって高い熱成形安定性に優れているものである。
市販されているものは、例えばポリカーボネート Makroion(登録商標)(Bayer)及びLexan(登録商標)(GE Plastics)である。
好適なポリアミド(PA)は、ジアミンとジカルボン酸、例えばアジピン酸とヘキサメチレンジアミンの重縮合生成物、又はアミノ酸、例えばアミノウンデカン酸の重縮合生成物であってよく、又はラクタム、例えばカプロラクタムもしくはラウリンラクタムの開環重合によって製造することができる。例としては、Ultramid(登録商標)(BASF)、Zytel(登録商標)及びMinion(登録商標)(Du Pont)、Sniamido(登録商標)、Technyl(登録商標)及びAmodel(登録商標)(Nyltech)、Durethan(登録商標)(Bayer)、Akulon(登録商標)及びStanyl(登録商標)(DSM)、Grilon(登録商標)、Grilamid(登録商標)及びGrivory(登録商標)(EMS)、Orgamid(登録商標)及びRilsan(登録商標)(Atochem)及びNivionplast(登録商標)(Enichem)が挙げられる。
ポリアミドとしては、ポリアミドとポリエチレンイオノマー、例えばエテン/メタクリル酸コポリマーであって、例えばナトリウム、亜鉛及び/又はリチウムの対イオンを有するもの(例えばSurlyn(登録商標)(Du Pont))からなる混合物を使用することもできる。
ポリエステルとしては、二価の酸、特にテレフタル酸と、二価のアルコール、とりわけエチレングリコールとのより高分子のないし高分子のエステル化生成物が適している。ポリアルキレンテレフタレートとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET;Arnite(登録商標)(Akzo)、Grilpet(登録商標)(EMS−Chemie)、Valox(登録商標)(GEP))が特に適している。
最後に、熱可塑性ポリウレタン(TPU)は、ジイソシアネートと長鎖ジオールとの反応生成物である。ポリイソシアネート(少なくとも3つのイソシアネート基を有する)と多価アルコール(少なくとも3つのヒドロキシ基を有する)、特にポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールからのポリウレタンフォームに対しet、熱可塑性ポリウレタンは、架橋を有さないか、又は僅かな架橋しか有さず、従って直鎖構造を有する。熱可塑性ポリウレタンは、当業者に十分に知られており、かつ例えばKunststoff−Handbuch,第7巻、Polyurethane、G.Oertel発行、第2版、Carl Hanser出版、ミュンヘン、1983年において、特に第428〜473頁に記載が見られる。市販製品としては、ここでは、例えばElastolan(登録商標)(Elastogran)が挙げられる。
ポリエーテルスルホン及びポリスルホンのポリマークラスは、同様に当業者に公知であり、商品名Ultrason(登録商標)E及びUltrason(登録商標)S(BASF)として市販されている。
好適なビニルポリマーとしては、最後に、例えばポリ塩化ビニル(PVC)が挙げられる。
所望であれば、ポリマー材料は、付加的に安定化添加剤を含有してよい。
特に適した添加剤は、光保護剤(UV−A吸収剤及び/又はUV−B吸収剤)及び酸化防止剤である。
有利には、前記の添加剤は無色であるか、又は僅かな固有色しか有さない(可視領域において吸収を示さないか又は僅かしか吸収を示さない)。高いマイグレーション堅牢度と熱安定性は、前記の添加剤の更なる好ましい特性である。
好適な光保護剤のための例としては、立体障害アミン、ベンゾフェノン及びベンゾトリアゾールの公知のクラスが挙げられる。
立体障害アミン(HALS)を基礎とする光保護剤は、必須の構成単位として、2,6−ジアルキル置換された、特に2,6−ジメチル置換されたピペリジンを有し、前記ピペリジンは、4位において種々異なる架橋員を介して他のピペリジン構成単位と結合されている。これらの群からの添加剤は、同時に酸化防止剤としても作用する。特に好適な商品の例は、Tinuvin(登録商標)123、571、770、765及び622(Ciba)である。
ベンゾフェノンを基礎とする光保護剤は、2−ヒドロキシ−及び2,2′−ジヒドロキシベンゾフェノンであって、更なるヒドロキシ基もしくはアルコキシ基によって置換されていてよいものである。特に適した例としては、商品Uvinul(登録商標)3008(BASF)が挙げられる。
ベンゾトリアゾールを基礎とする光保護剤は、中間の窒素原子上に2−ヒドロキシフェニル基を有し、該フェニル基は5位と、場合により3位でも、有利には第三級アルキル基によって置換されていてよい。特に好適な市販製品のための例は、Tinuvin(登録商標)P、571、350及び234(Ciba)並びにCyasorb(登録商標)UV5411(Cytec)である。
好適な酸化防止剤のための例としては、立体障害フェノール及びホスファイト及びホスホナイトの公知のクラスが挙げられる。
立体障害フェノールを基礎とする酸化防止剤は、必須の構成単位として、OH基に対して、少なくとも1つのt−ブチル基でオルト位において、特にt−ブチル基において両方のオルト位において置換されたフェノールを含む。最もよく知られた製品は、前記の構成単位を複数含んでおり、それらの単位は、種々異なる架橋員を介して互いに結合されている。特に好適な前記のクラスの市販製品は、例えばIrganox(登録商標)1076、1010及び245(Ciba)である。
ホスファイト及びホスホナイトを基礎とする酸化防止剤は、通常は、相応のリン酸と、アルキル置換された、特にt−ブチル置換されたフェノールとのエステルである。特に好適な市販製品としては、Irgaphos(登録商標)168及びP−EPQ(Ciba)が挙げられる。
係る添加剤を本発明による蛍光変換太陽電池中で使用する場合には、その使用量は、ポリマーマトリクスに対して、500〜5000ppm、有利には1000〜3000ppmである。
蛍光色素を含有するポリマープレートは、公知のように製造することができる。例えば、PMMAプレートは、キャスティング法に従って、又は押出によって得ることができる。押出は、また、ポリカーボネートプレートの製造のために好ましい方法である。
蛍光色素を含有するポリマーで被覆されたガラスプレートは、同様に、公知法により製造できる。その際に、ポリマー溶液は、例えばドクターブレードを用いてガラスプレート上に適用され、引き続き乾燥される。
実施例
まず、種々の蛍光色素でドープされた2つのPMMAプレートをキャスティング法に従って製造した。
そのために、それぞれ1kgのPMMAプレポリマーを、MMA中の10質量%の溶液の形で10℃で、8gのアゾビスイソブチロニトリル、(1)300ppmのN,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,7,12−テトラフェノキシペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸ジイミド及び300ppmのN−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−9−シアノペリレン−3,4:9,10−ジカルボン酸イミド、あるいは(2)120ppmのN,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,9,14−テトラ(2,6−ジイソプロピルフェノキシ)テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドと混合した。該混合物を、全ての成分が溶解されるまで(約3時間)、10℃において撹拌した。得られた溶液を、2つの平行平面シリケートガラスプレート(50cm×40cm)と、それらのシリケートプレートの間の中空室を閉じる0.2cm厚のスペーサとの間に射出した。その鋳型を、70℃に加熱された水浴中で2時間置き、次いで重合をより完全なものとするために、更に110℃で0.5時間貯蔵した。完全に冷やした後に、得られたプレートから5cm×10cmの大きさのプレートを切り出し、その縁部を研磨した。
引き続き、切り出したPMMAプレートをシリコン光電池と接続し、そして蛍光変換太陽電池中に移した。
その際、まずPMMAプレート(1)の光電子セル効率ηのみを測定した。そのために、PMMAプレート(1)の長縁部に、47mm×1mmの寸法の2つのシリコンセルをエポキシ樹脂で貼り付けた。次いで、効率ηを、Aescusoft社製のIEPCスキャナーを用いてAM1.5光(1000W)での照射下で25℃において測定した。シリコンセルを有する全てのプレート縁部の配置に外挿して、その際に、2.1%のη値が得られた。晴天時の短絡電流と端子電圧の屋外測定から、シリコンセルの既知の占有率をもって2.7%の効率ηが測定された。
次いで、PMMAプレート(1)を、0.1mm厚のエアギャップを設けつつ、テリレン色素を含有する2つのシリコンセルが同様に設けられたPMMAプレート(2)上に載置した。その積層プレートを、PMMAプレート(1)を光源に向けて前記のように照射した。該積層プレートは、PMMAプレート(1)に対して0.3%だけ高められた効率を示した。
図1は、積層プレート型の蛍光変換太陽電池の概略的構成を示している。 図2は、ポリマープレートを基礎とする蛍光変換太陽電池を示している。
符号の説明
F1 蛍光色素でドープされた最上のポリマープレート、 F2 蛍光色素でドープされた中間のポリマープレート、 F3 蛍光色素でドープされた最下のポリマープレート、 PVZ 光電池、 S 鏡面加工、 BPF 帯域フィルタ層、 L 照射側、 Diff 拡散性反射板、 FM 複数の蛍光色素の混合物でドープされたポリマープレート

Claims (13)

  1. 少なくとも1種の蛍光色素でドープされたポリマーからなる1つ以上のプレート及び/又はドープされたポリマーで被覆されたガラスプレートと、該プレートの縁部に取り付けられた、テリレンカルボン酸誘導体を基礎とする1種以上の蛍光色素もしくはこの蛍光色素と他の蛍光色素との組合せを含有する光電池とを基礎とする蛍光変換太陽電池。
  2. 請求項1に記載の蛍光変換太陽電池であって、テリレンテトラカルボン酸ジイミド、テリレンテトラカルボン酸一無水物モノイミド、テリレンテトラカルボン酸二無水物、テリレンジカルボン酸イミド、テリレンジカルボン酸無水物、テリレンテトラ−及び−ジカルボン酸無水物と芳香族ジアミンとの縮合生成物並びにテリレン構成単位を有する多重発色団の群からの少なくとも1種の蛍光色素を含有する蛍光変換太陽電池。
  3. 請求項1又は2に記載の蛍光変換太陽電池であって、NIRにおいて放出を示す、テリレンカルボン酸誘導体を基礎とする少なくとも1種の蛍光色素を、より短波長で吸収及び放出を示す少なくとも1種の蛍光色素と組み合わせて含有する蛍光変換太陽電池。
  4. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、一般式Ia
    Figure 2009512122
    [式中、置換基及び変数は、以下の意味を有する:
    a1は、互いに、式(a)、(b)もしくは(c)
    Figure 2009512122
    で示される基に結合して、6員環を形成するか、
    両方とも水素もしくは基−COOMであるか、又は
    両方の基の一方は、基Rもしくは臭素であり、かつもう一方の基は、水素である;
    a2は、Ba1とは無関係に、互いに、式(a)、(b)もしくは(c)で示される基に結合して、6員環を形成するか、又は両方とも基−COOMである;
    Rは、アリールオキシ、アリールチオ、ヘタリールオキシもしくはヘタリールチオであり、そこにはそれぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、以下の基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい:
    (i)C1〜C30−アルキル、前記C1〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、前記C1〜C30−アルキルは、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2、−SO32、アリール及び/又は飽和もしくは不飽和のC4〜C7−シクロアルキルによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリール基及びシクロアルキル基の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記のアリール基及びシクロアルキル基は、それぞれC1〜C18−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    (ii)C3〜C8−シクロアルキル、前記C3〜C8−シクロアルキルの炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記C3〜C8−シクロアルキル上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    (iii)アリールもしくはヘタリール、前記のアリールもしくはヘタリール上にそれぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2、−SO32、アリール及び/又はヘタリールによって一置換もしくは多置換されていてよく、該アリール及び/又はヘタリールは、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    (iv)基−U−アリール、前記基は、アリール基についての置換基(iii)として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、Uは、基−O−、−S−、−NR1−、−CO−、−SO−もしくは−SO2−を意味する;
    (v)C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2もしくは−SO32、その際、基Rは、n>1の場合には同一もしくは異なってよい;
    1は、水素もしくはC1〜C18−アルキルであり、その際、基R1は、それらが複数存在する場合には、同一もしくは異なってよい;
    2、R3は、互いに無関係に、水素、C1〜C8−アルキル、アリールもしくはヘタリールであり、
    前記のC1〜C18−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC1〜C18−アルキルは、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ及び/又は−COOR1によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    前記のアリールもしくはヘタリール上にそれぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−CO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよい;
    その際、前記の環系全体は、C1〜C12−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    Halは、臭素もしくはシアノである;
    R′は、C4〜C30−アルキル、C3〜C8−シクロアルキル、アリールもしくはヘタリールであり、
    前記のC4〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC4〜C30−アルキルは、基Rについての置換基として上述した基(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    前記のC3〜C8−シクロアルキル上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として上述した基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    前記のアリールもしくはヘタリール上にそれぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として上述した基(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び/又はアリールアゾ及び/又はヘタリールアゾによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリールアゾ及び/又はヘタリールアゾは、それぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシ及び/又はシアノによって一置換もしくは多置換されていてよい;
    Eは、1,2−フェニレン、1,8−もしくは2,3−ナフチレン又は2,3−もしくは3,4−ピリジレンであり、それぞれ、C1〜C12−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、ヒドロキシ、ニトロ及び/又はハロゲンによって置換されていてよい;
    Mは、水素、アルカリ金属カチオン、[NH4+又は[NR2 4+である;
    nは、2〜6であるか、又は(1)基Ba1及びBa2がそれぞれ式(a)の基を意味するか、又は(2)基Ba1が式(a)の基を意味し、かつ基Ba2が両者とも水素を意味するか、もしくは両方の基Ba2の一方が臭素を意味し、かつもう一方の基Ba2が水素を意味する場合には、0でもある;
    zは、0〜6であり、その際、n+z≦6であり、かつ基Ba1及びBa2がそれぞれ式(a)の基を意味する場合にのみ、zは、0とは異なってよい]で示される少なくとも1種の蛍光色素を含有する蛍光変換太陽電池。
  5. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、一般式Ib:
    Figure 2009512122
    [式中、置換基及び変数は以下の意味を有する:
    b1は、互いに、式(a)もしくは(d)
    Figure 2009512122
    で示される基に結合されて、6員環を形成するか、又は一方の基が水素であり、かつもう一方の基が基Xである;
    b2は、
    基Bb1がともに式(a)の基を意味する場合に、式(a)の基に結合されて、6員環を形成する;
    一方の基Bb1が水素を意味し、かつもう一方の基が基Xを意味し、その際、x=0及びn≠0に該当する場合に、式(a)の基に結合されて、6員環を形成する;
    基Bb1がともに式(a)もしくは(d)の基を意味するか、あるいは一方の基Bb1が水素を意味し、かつもう一方の基が基XもしくはRを意味し、その際、x=0及びn≠0に該当する場合には、式(d)の基に結合されて、6員環を形成する;
    Rは、アリールオキシ、アリールチオ、ヘタリールオキシもしくはヘタリールチオであり、前記のアリールオキシ、アリールチオ、ヘタリールオキシもしくはヘタリールチオ上に、それぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、以下の基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい:
    (i)C1〜C30−アルキル、前記のC1〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC1〜C30−アルキルは、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2、−SO32、アリール及び/又は飽和もしくは不飽和のC4〜C7−シクロアルキルによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリール及び/又は飽和もしくは不飽和のC4〜C7−シクロアルキルの炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記のアリール基及びシクロアルキル基は、それぞれC1〜C18−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    (ii)C3〜C8−シクロアルキル、前記のC3〜C8−シクロアルキルの炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC3〜C8−シクロアルキル上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    (iii)アリールもしくはヘタリール、前記のアリールもしくはヘタリール上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2、−SO32、アリール及び/又はヘタリールによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリール及び/又はヘタリールは、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2及び/又は−SO32によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    (iv)基−U−アリール、前記基は、アリール基についての置換基(iii)として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよく、その際、Uは、基−O−、−S−、−NR1−、−CO−、−SO−又は−SO2−を意味する;
    (v)C1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、−C≡CR1、−CR1=CR1 2、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−NR23、−NR2COR3、−CONR23、−SO2NR23、−COOR2もしくは−SO32、その際、基Rは、n>1である場合に、同一もしくは異なってよい;
    1は、水素もしくはC1〜C18−アルキルであり、その際、基R1は、それらが複数存在する場合には、同一もしくは異なってよい;
    2、R3は、互いに無関係に、水素、C1〜C18−アルキル、アリールもしくはヘタリールであり、
    前記のC1〜C18−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつC1〜C12−アルコキシ、C1〜C6−アルキルチオ、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、シアノ、ニトロ及び/又は−COOR1によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    前記のアリールもしくはヘタリール上に、それぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−CO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、C1〜C12−アルキル及び/又はアルキルについての置換基として上述した基によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    Xは、式
    Figure 2009512122
    で示されるペリレンジカルボン酸イミド基である;
    R′は、C4〜C30−アルキル、C3〜C8−シクロアルキル、アリールもしくはヘタリールであり、
    前記のC4〜C30−アルキルの炭素鎖は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−C≡C−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、かつ前記のC4〜C30−アルキルは、基Rについての置換基として挙げた基(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    前記のC3〜C8−シクロアルキル上に、他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として挙げた基(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び/又は(v)によって一置換もしくは多置換されていてよい;
    前記のアリールもしくはヘタリール上に、それぞれ他の飽和もしくは不飽和の5員ないし7員の環が縮合されていてよく、前記環の炭素骨格は、1つ以上の基−O−、−S−、−NR1−、−N=CR1−、−CR1=CR1−、−CO−、−SO−及び/又は−SO2−によって中断されていてよく、その際、前記の環系全体は、基Rについての置換基として挙げた基(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び/又はアリールアゾ及び/又はヘタリールアゾによって一置換もしくは多置換されていてよく、前記のアリールアゾ及び/又はヘタリールアゾは、それぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシ及び/又はシアノによって一置換もしくは多置換されていてよい;
    Yは、−O−もしくは−S−である;
    Zは、少なくとも1つの芳香族もしくは複素芳香族の基を有する架橋員であり、その際、基Yは、該芳香族もしくは複素芳香族の基に結合されている;
    xは、
    基Bb1及びBb2が、それぞれ式(a)の基を意味する場合には、2〜6である;
    基Bb1及びBb2の全ての他の意味については、0である;
    nは、0〜8であり、その際、x+n≦8であり、かつx=0の場合には、n≠0である;
    n1は、0〜2である]で示される少なくとも1種の蛍光色素を含有する蛍光変換太陽電池。
  6. 請求項1から5までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、テリレンテトラカルボン酸ジイミド及びテリレンジカルボン酸イミドの群からの少なくとも1種の蛍光色素を含有する蛍光変換太陽電池。
  7. 請求項1から6までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、テリレンカルボン酸誘導体を基礎とする少なくとも1種の蛍光色素を、ペリレンカルボン酸誘導体、ナフタリンカルボン酸誘導体、イソビオラントロン誘導体及びビオラントロン誘導体の群からの少なくとも1種の蛍光色素と組み合わせて含有する蛍光変換太陽電池。
  8. 請求項1から7までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、テリレンカルボン酸誘導体を基礎とする少なくとも1種の蛍光色素を、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸一無水物モノイミド、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ペリレンジカルボン酸イミド、ペリレンジカルボン酸無水物、ペリレンジカルボン酸エステル、ペリレンジカルボン酸アミド、ペリレン構成単位を有する多重発色団であってテリレン構成単位を含まないもの、ナフタリンテトラカルボン酸ジイミド、ナフタリンジカルボン酸イミド、イソビオラントロン及びビオラントロンの群からの少なくとも1種の蛍光色素と組み合わせて含有する蛍光変換太陽電池。
  9. 請求項1から8までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、ポリマーが、付加的に、光保護剤及び酸化防止剤の群からの少なくとも1種の安定化添加剤を含有する蛍光変換太陽電池。
  10. 請求項1から9までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、ポリアクリレート及びポリカーボネートの群からのポリマーを含有する蛍光変換太陽電池。
  11. 請求項1から10までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、最下のプレートの下側に白色の拡散体を有する蛍光変換太陽電池。
  12. 請求項1から11までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、最上のプレートの上側に帯域フィルターを有する蛍光変換太陽電池。
  13. 請求項1から12までのいずれか1項に記載の蛍光変換太陽電池であって、少なくとも2つのプレートを基礎とし、それらのプレートが、電磁スペクトルの異なる波長で吸収及び放出を示す蛍光色素でドープ及び/又は被覆されている蛍光変換太陽電池。
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