JP6488277B2 - 複数の光安定有機発色団を有する波長変換フィルム - Google Patents
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Description
本特許出願は、2013年3月26日に出願された米国仮特許出願第61/805,430号、および2014年1月3日に出願された米国仮特許出願第61/923,559号の優先権の利益を主張するものである。上記の出願は、すべての目的に関して参照により本明細書に完全に組み込まれている。
一部の実施形態では、第1の有機光安定発色団または第2の有機光安定発色団の少なくとも1つは、式(III−a)または(III−b):
一部の実施形態では、第1の有機光安定発色団または第2の有機光安定発色団の少なくとも1つは、式(IV−a)または(IV−b):
一部の実施形態では、第1の有機光安定発色団または第2の有機光安定発色団の少なくとも1つは、式(V−a)または(V−b):
一部の実施形態では、第1の有機光安定発色団または第2の有機光安定発色団の少なくとも1つは、式(VI):
一部の実施形態では、第1の有機光安定発色団または第2の有機光安定発色団の少なくとも1つは、式(VII−a)または(VII−b):
一部の実施形態では、第1の有機光安定発色団または第2の有機光安定発色団の少なくとも1つは、式(VIII):
一部の実施形態では、第1の有機光安定発色団または第2の有機光安定発色団の少なくとも1つは、式(IX−a)または(IX−b):
一部の実施形態では、第1の有機光安定発色団または第2の有機光安定発色団の少なくとも1つは、式(X−a)または(X−b):
本開示は、光起電力デバイスの光電変換効率を増強するための、波長変換フィルム、およびこれを利用する光起電力モジュールに関する。これらの光起電力デバイスおよび太陽電池デバイス中にダウンシフト媒体を使用すると、デバイスの光入射側に適用される場合、より短い波長の光を、より長い(より高い)より好都合な波長で励起され、媒体から再放出される状態にされ、次いでこれは、光起電力デバイスまたは太陽電池によって利用され得る。しかし、これらの波長変換フィルム中にダウンシフト媒体として有機発色団を使用することは、特に、有害なUV放射線に曝露されるとき、その乏しい光安定性に起因して非常に難しかった。
効率の増強=(η電池+フィルム−η電池)/η電池 *100%
波長変換フィルムの追加の使用には、温室屋根材が含まれる。植物は、大気および水からの二酸化炭素を単糖に変換するために太陽光中のエネルギーを使用する。次いで植物は、これらの糖を構造的な構成要素として使用する。糖は、植物の主な構造成分を形成する。植物は、その発育中の光の強度および波長に対して異なって反応することが理解されている。米国特許出願第2011/0016779号に記載されているように、植物成長の改善は、青紫色〜青色領域および橙色〜赤色領域における光を使用して実現される。緑色領域中の光は、通常、植物によって使用されない(かつ葉によって反射されることが多い)。
ベンゾトリアゾール(11.91g、100mmol)、1−ヨード−2−メチルプロパン(13.8mL、120mmol)、炭酸カリウム(41.46g、300mmol)、およびジメチルホルムアミド(200mL)の混合物を、アルゴン下で40℃にて2日間撹拌および加熱した。反応混合物を氷/水(1L)中に注ぎ、トルエン/ヘキサン(2:1、2×500mL)で抽出した。抽出物を、1N HCl(2×200mL)、その後ブライン(100mL)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、溶媒を減圧下で除去した。残渣をヘキサン(200mL)で粉砕し、室温で2時間放置した。沈殿物を分離および廃棄し、溶液をシリカゲル(200g)の層に通して濾過した。シリカゲルをヘキサン/ジクロロメタン/酢酸エチル(37:50:3、2L)で洗浄した。濾液および洗浄液を合わせ、溶媒を減圧下で除去して、油状生成物として2−イソブチル−2H−ベンゾ[d][1,2,3]トリアゾール(8.81g、50%の収率)を得た。1H NMR (400MHz, CDCl3): δ 7.86 (m, 2H, ベンゾトリアゾール), 7.37 (m, 2H, ベンゾトリアゾール), 4.53 (d, J=7.3Hz, 2H, i-Bu), 2.52 (m, 1H, i-Bu), 0.97 (d, J=7.0Hz, 6H, i-Bu).
2−イソブチル−2H−ベンゾ[d][1,2,3]トリアゾール(8.80g、50mmol)、臭素(7.7mL、150mmol)、および48% HBr(50mL)の混合物を、HBrトラップに接続された還流冷却器の下で130℃にて24時間加熱した。反応混合物を氷/水(200mL)中に注ぎ、5N NaOH(100mL)で処理し、ジクロロメタン(2×200mL)で抽出した。抽出物を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、溶媒を減圧下で除去した。ヘキサン/ジクロロメタン(1:1、200mL)中の残渣の溶液をシリカゲルの層に通して濾過し、濃縮して、油状物として4,7−ジブロモ−2−イソブチル−2H−ベンゾ[d][1,2,3]トリアゾール、中間体F(11.14g、63%の収率)を得た。これは、室温で貯蔵すると徐々に固化した。1H NMR (400MHz, CDCl3): δ 7.44 (s, 2H, ベンゾトリアゾール), 4.58 (d, J=7.3Hz, 2H, i-Bu), 2.58 (m, 1H, i-Bu), 0.98 (d, J=6.6Hz, 6H, i-Bu).
等モル量のp−トルエンスルホン酸クロリド、対応するアルコール、および1.2当量のトリエチルアミンを、ジクロロメタン中で室温にて一晩撹拌した。水で後処理し、無水MgSO4で乾燥させ、濃縮すると、95〜98%純粋なトシル化アルコールがもたらされ、これを以下に記載の化合物の合成において精製することなく使用した。
1種の発色団、および光学的に透明なポリマーマトリックスを含む波長変換フィルムを、(i)シクロペンタノン中に溶解したポリマー粉末を含む20wt%ポリビニルブチラール(PVB)(Aldrich製で、受領したままで使用した)ポリマー溶液を調製し、(ii)PVBポリマー溶液を10−5mol/g(PVB 1g当たり発色団化合物10−5mol)の濃度で、合成した発色団化合物と混合することによって発色団含有PVBマトリックスを調製して、発色団含有ポリマー溶液を得、(iii)溶液をおよそ30分間撹拌し、(iv)次いで色素含有ポリマー溶液をガラス基板上に直接ドロップキャスティングすることによって発色団/ポリマーフィルムを形成し、次いでフィルムを室温で一晩乾燥させ、その後60℃にて真空下で10分間加熱処理して、残っている溶媒を完全に除去し、(v)真空下で乾燥組成物をホットプレスしておよそ20μmのフィルム厚を有する無気泡フィルムを形成することによって製作する。
波長変換フィルムを、周囲温度で連続的な1サン(AM1.5G)照射に曝露した。波長変換フィルムの吸収ピークを、曝露の前に、かつその後24時間の全曝露においてUV−可視分光計を使用して測定した。0時間でピーク強度が100%であるように、最初のUV−可視吸収データをその吸収ピーク極大に対して正規化した。次いで1サンへの曝露後のUV−可視測定値を最初の0時間のデータに対して正規化し、吸収ピーク強度を光安定性として報告する。容易に劣化されるフィルムは、典型的には、1サン照射の数時間以内に吸収ピークの劇的な減衰を示す。優れた光安定性を有するフィルムは、1サン照射への長時間の曝露に対してピーク吸収を維持する。以下の表は、市販の有機発色団と比較した新規発色団の光安定性を示す。
2種以上の発色団、および光学的に透明なポリマーマトリックスを含む波長変換フィルム101を、(i)シクロペンタノン中に溶解したポリマー粉末を含む15wt%エチルビニルアセテート(EVA)(Aldrich製で、受領したままで使用した)ポリマー溶液を調製し、(ii)EVAポリマー溶液を0.3wt%の重量比(化合物1A/EVA)の合成した化合物1A、および0.3wt%の重量比(化合物2/EVA)の化合物2と混合することによって発色団含有EVAマトリックスを調製して、発色団含有ポリマー溶液を得、(iii)溶液をおよそ30分間撹拌し、(iv)次いで色素含有ポリマー溶液を基板上に直接ドロップキャスティングすることによって発色団/ポリマーフィルムを形成し、次いでフィルムを室温で一晩乾燥させ、その後60℃にて真空下で10分間加熱処理して、残っている溶媒を完全に除去し、(v)真空下で乾燥組成物をホットプレスしておよそ200μmのフィルム厚を有する無気泡フィルムを形成することによって製作する。
太陽電池の光電変換効率を、Newport 300Wフルスペクトルソーラーシミュレーターシステムによって測定した。光強度を、2×2cm較正済み参照単結晶シリコン太陽電池によって1サン(AM1.5G)に調整した。次いでCdS/CdTe太陽電池のI−V特徴付けを同じ照射下で実施した。その効率を、シミュレーター内にインストールされたNewportソフトウェアプログラムによって計算する。本試験で使用したCdS/CdTe太陽電池は、11.3%の効率η電池を有し、これは、ほとんどの市販のCdS/CdTe電池で実現される効率レベルと同様である。電池のスタンドアロン効率を判定した後、CdS/CdTe電池の光入射アクティブウィンドウの同じ形状およびサイズに切断した実施例1の波長変換フィルムを、ルミネセンスフィルムとCdS/CdTe太陽電池の光入射ガラス面との間に満たされた屈折率整合液(n=1.500)を使用して、図1に例示したようにCdS/CdTe電池の光入射前面ガラス基板に付着させた。波長変換フィルムを含む太陽電池効率、η電池+ルミネセンスフィルムを、同じ1サン曝露下で再び測定した。付着した波長変換フィルムに起因するCdS/CdTe太陽電池の効率増強は、以下の式を使用して判定した:
効率増強=(η電池+ルミネセンスフィルム−η電池)/η電池 *100%
実施例1の波長変換フィルムを、周囲温度で連続的な1サン(AM1.5G)照射に曝露した。波長変換フィルムの吸収ピークを、曝露の前に、かつその後、3時間の全曝露、20時間の全曝露、46時間の全曝露、および70時間の全曝露においてUV−可視分光計を使用して測定した。0時間でピーク強度が100%であるように、最初のUV−可視吸収データをその吸収ピーク極大に対して正規化した。次いで1サンへの曝露後のUV−可視測定値を最初の0時間のデータに対して正規化し、吸収ピーク強度を光安定性として報告する。容易に劣化されるフィルムは、典型的には、1サン照射の数時間以内に吸収ピークの劇的な減衰を示す。優れた光安定性を有するフィルムは、1サン照射への長時間の曝露に対してピーク吸収を維持する。表2は、製作した波長変換フィルムの光安定性を示す。
比較例2を、化合物2を使用しないことを除いて実施例1に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
実施例3を、化合物1Bを化合物1Aの代わりに使用することを除いて実施例1に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
比較例4を、化合物2を使用しないことを除いて実施例3に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
実施例5を、使用したポリマーマトリックスがElvax(Dupon製のElvax1300で、受領したままで使用した)であることを除いて、実施例1に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
比較例6を、化合物2を使用しないことを除いて実施例5に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
実施例7を、化合物1Bを化合物1Aの代わりに使用することを除いて実施例5に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
比較例8を、化合物2を使用しないことを除いて実施例7に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
実施例9を、使用したポリマーマトリックスがポリビニルブチラール(Kuraray製のMowital B60Tで、受領したままで使用した)であることを除いて、実施例1に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
比較例10を、化合物2を使用しないことを除いて実施例9に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
実施例11を、化合物1Bを化合物1Aの代わりに使用することを除いて実施例9に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
比較例12を、化合物2を使用しないことを除いて実施例11に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
実施例13を、使用したポリマーマトリックスがポリビニルブチラール(Sigma Aldrich製のPVBで、受領したままで使用した)であることを除いて、実施例1に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
比較例14を、化合物2を使用しないことを除いて実施例13に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
実施例15を、化合物1Bを化合物1Aの代わりに使用することを除いて実施例13に示したのと同じ方法を使用して合成する。表1は、このフィルムの効率増強を示し、表2は、光安定性を示す。
(波長変換フィルムの合成)
一実施形態では、波長変換フィルムを、以下の通り製作した:(i)シクロペンタノン中に溶解したポリマー粉末を含む20wt%エチレンビニルアセテート(Aldrichから購入したEVAで、受領したままで使用した)ポリマー溶液を調製し、(ii)EVAポリマー溶液を0.3wt%の発色団/EVAの重量比で、合成した発色団化合物(化合物3、4、または5)と混合することによって発色団含有EVAマトリックスを調製して、発色団含有ポリマー溶液を得、(iii)溶液をおよそ30分間撹拌し、(iv)次いで色素含有ポリマー溶液を基板上に直接ドロップキャスティングすることによって発色団/ポリマーフィルムを形成し、次いでフィルムを室温で一晩乾燥させ、その後60℃にて真空下で10分間加熱処理して、残っている溶媒を完全に除去し、(v)真空下で乾燥組成物をホットプレスしておよそ0.3mmのフィルム厚を有する無気泡フィルムを形成する。
図14に示した構造と同様の、2つの波長変換層100、およびガラス板112を備える実施例17のルミネセンスパネル104であって、層が互いの上に配置され、波長変換フィルムの天然の粘性に起因して一緒に接着された、ルミネセンスパネル104を構築した。パネルは、およそ1インチ×2インチの主要な平坦面領域寸法を有していた。太陽放射線113は、第2の層中に発色団(A)105(化合物3)を含む波長変換層、および第3の層中に発色団(B)106(化合物5)を含む波長変換層を伴ったガラス板上に入射した。
比較例18のデバイスを、発色団(A)105を含む波長変換層を、EVA層のみ(UV−青色変換を伴う発色団なし)と置き換えたことを除いて、実施例17と同様に構築した。
実施例17および比較例18のデバイスの標準的な1サン(AM1.5G)放射線への曝露での透過スペクトルを、HunterLab製のUV−可視−NIR分光光度計モデルUltraScan(登録商標)PROを使用して測定し、実施例17のデバイスは、比較例18のデバイスと比較して、9%多いルミネセンスパネルから透過した青色光を有することが判明した。
実施例19のルミネセンスパネル104を、発色団(B)106を含む波長変換層が化合物5の代わりに化合物4を使用したことを除いて、実施例17と同様に構築した。
比較例20のデバイスを、発色団(A)105を含む波長変換層を、EVA層のみ(UV−青色変換を伴う発色団なし)と置き換えたことを除いて、実施例19と同様に構築した。
実施例19および比較例20のデバイスの標準的な1サン(AM1.5G)放射線への曝露での透過スペクトルを、HunterLab製のUV−可視−NIR分光光度計モデルUltraScan(登録商標)PROを使用して測定し、実施例19のデバイスは、比較例20のデバイスと比較して、7%多いルミネセンスパネルから透過した青色光を有することが判明した。
図15に示した構造と同様の、2つの波長変換層100、およびガラス板112、および太陽エネルギー変換デバイス103を備える実施例21のルミネセンス光・エネルギー収集パネルであって、層が互いの上に配置され、波長変換フィルムの天然の粘性に起因して一緒に接着された、ルミネセンス光・エネルギー収集パネルを構築した。パネルは、およそ6インチ×6インチの主要な平坦面領域寸法を有していた。太陽放射線113は、第2の層中に発色団(A)105(化合物3)を含む波長変換層、および第3の層中に発色団(B)106(化合物5)を含む波長変換層を伴ったガラス板上に入射した。寸法6インチ×1.0cmおよび15%の変換効率を有する結晶シリコン太陽電池(c−Si)デバイス(IXYS Corporation製)を、太陽電池の光入射面をガラス板に向けて、発色団(A)105を含む波長変換層の内部に配置した。
比較例22のデバイスを、発色団(A)105を含む波長変換層を、EVA層のみ(UV−青色変換を伴う発色団なし)と置き換えたことを除いて、実施例21と同様に構築した。
太陽電池の光電変換効率を、Newport 300Wフルスペクトルソーラーシミュレーターシステムによって測定した。光強度を、6インチ×1cmの較正済み参照単結晶シリコン太陽電池によって1サン(AM1.5G)に調整した。実施例21および比較例22のデバイス内の太陽電池の効率を測定および比較した。比較例22のデバイスと比較して、3%の効率の増大が実施例21のデバイスについて観察された。
実施例23については、実施例21で構築した同じルミネセンス光・エネルギー収集パネルを使用し、ただし、太陽光が発色団(B)106を含む波長変換層に入射するようにこれを逆さまにした。この実施例23では、太陽電池の光入射面は、太陽光に向いておらず、したがって、間接のガイドされたルミネセンス光のみが太陽電池に到達し得る。
同様に、比較例24については、比較例22のために構築した同じデバイスを使用し、ただし、これは、太陽光線への曝露に関して逆さまにした。この比較例24では、太陽電池の光入射面は、太陽光に向いておらず、したがって、間接のガイドされたルミネセンス光のみが太陽電池に到達し得る。
太陽電池の光電変換効率を、Newport 300Wフルスペクトルソーラーシミュレーターシステムによって測定した。光強度を、6インチ×1cmの較正済み参照単結晶シリコン太陽電池によって1サン(AM1.5G)に調整した。実施例23および比較例24のデバイス内の太陽電池の効率を測定および比較した。比較例24のデバイスと比較して、13%の効率の増大が実施例23のデバイスについて観察された。
2つの温室を製作する。第1の温室は、慣例的な温室窓を使用して製作し、第2の温室は、実施例17からのルミネセンスパネルを使用して製作する。およそ同じサイズおよび樹齢のトマト植物幼樹を、第1の温室または第2の温室内で成長させる。6週間後、トマト植物は、果実を実らせる。第2の温室からのトマト植物は、第1の温室からのトマト植物より20%多い果実を実らせる。第2の温室からのトマトは、第1の温室からのトマトより平均で10%大きい。
2つの温室を製作する。第1の温室は、包埋された市販のUV吸収剤および発色団を含有する温室窓を使用して製作する。第2の温室は、実施例18からのルミネセンスパネルを使用して製作する。カボチャの種子を、第1の温室または第2の温室内で蒔き、成長させる。8週間後、カボチャは、収穫状態になる。第2の温室からのカボチャ植物は、第1の温室からのカボチャ植物より平均で15%多いカボチャを実らせる。第2の温室からのカボチャは、第1の温室からのカボチャより平均で18%大きい。
Claims (33)
- 前記R1、R2、および、R3は、各々が独立して、アルキル基または任意選択で置換されたアルキル基である、請求項1に記載の波長変換フィルム。
- 光学的に透明なポリマーマトリックスと;
400nm未満の吸収極大および400nm超の発光極大を有する第1の有機光安定発色団と
を含む波長変換フィルムであって、
前記第1の有機光安定発色団が、式(II−a)または(II−b):
によって表され、式中:
R3は、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアルケニル、任意選択で置換されたシクロアルキル、任意選択で置換されたヘテロアルキル、任意選択で置換されたアリール、任意選択で置換されたヘテロアリール、任意選択で置換されたアルコキシアルキル、任意選択で置換されたヘテロアルケニル、任意選択で置換されたアリールアルキル、任意選択で置換されたヘテロアリール、任意選択で置換されたシクロアルケニル、任意選択で置換されたシクロヘテロアルキル、任意選択で置換されたシクロヘテロアルケニル、任意選択で置換されたアミノ、任意選択で置換されたアミド、任意選択で置換された環状アミド、任意選択で置換された環状イミド、任意選択で置換されたアルコキシ、および任意選択で置換されたカルボキシ、任意選択で置換されたカルボニル、任意選択で置換されたエーテル、任意選択で置換されたケトン、任意選択で置換されたスルホン、および任意選択で置換されたスルホンアミドからなる群から選択され;またはR3は、任意選択で置換された多環式環系であり、各環は、独立して、シクロアルキル、アリール、ヘテロシクロアルキル、もしくはヘテロアリールであり;
R4、R5、およびR6は、独立して、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアルケニル、任意選択で置換されたシクロアルキル、任意選択で置換されたヘテロアルキル、任意選択で置換されたアリール、任意選択で置換されたヘテロアリール、任意選択で置換されたアルコキシアルキル、任意選択で置換されたヘテロアルケニル、任意選択で置換されたアリールアルキル、任意選択で置換されたヘテロアリール、任意選択で置換されたヘテロアリールアルキル、任意選択で置換されたシクロアルケニル、任意選択で置換されたシクロヘテロアルキル、任意選択で置換されたシクロヘテロアルケニル、任意選択で置換されたアミノ、任意選択で置換されたアミド、任意選択で置換された環状アミド、任意選択で置換された環状イミド、任意選択で置換されたアルコキシ、および任意選択で置換されたカルボキシ、および任意選択で置換されたカルボニル、任意選択で置換されたエーテル、任意選択で置換されたケトン、任意選択で置換されたスルホン、および任意選択で置換されたスルホンアミドからなる群から選択され;またはR4とR5、R4とR6、R5とR6、もしくはR4とR5とR6は、一緒に、任意選択で置換された環もしくは任意選択で置換された多環式環系を形成し、各環は、独立して、シクロアルキル、アリール、ヘテロシクロアルキル、もしくはヘテロアリールであり;
Lは、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたヘテロアルキル、任意選択で置換されたアルキレン、および任意選択で置換されたヘテロアルキレン、任意選択で置換されたアルキニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレンからなる群から選択される、波長変換フィルム。 - 前記R4〜R6は、各々が独立して、アルキル基または任意選択で置換されたアルキル基である、請求項3に記載の波長変換フィルム。
- 前記R4〜R6は、各々が独立して、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、3級ブチル、ペンチル、ヘキシルのいずれかである、請求項3または4に記載の波長変換フィルム。
- 第2の有機光安定発色団をさらに含む、請求項1〜6のいずれかに記載の波長変換フィルム。
- 前記第2の有機光安定発色団が、式(III−a)または(III−b):
によって表され、式中:
iは、0〜100の範囲内の整数であり;
A0およびAiは、それぞれ独立して、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアルケニル、任意選択で置換されたヘテロアルキル、任意選択で置換されたアリール、任意選択で置換されたヘテロアリール、任意選択で置換されたアミノ、任意選択で置換されたアミド、任意選択で置換されたシクロアミド、任意選択で置換されたシクロイミド、任意選択で置換されたアルコキシ、および任意選択で置換されたカルボキシ、および任意選択で置換されたカルボニルからなる群から選択され;
A2は、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレン、ケトン、エステル、および
からなる群から選択され;
Arは、任意選択で置換されたアリールもしくは任意選択で置換されたヘテロアリールであり;R7は、H、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、アラルキル、アルカリールからなる群から選択され;R8は、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレン、ケトン、およびエステルからなる群から選択され;またはR7およびR8は、一緒に接続されて環を形成してもよく、
D1およびD2は、独立して、水素、任意選択で置換されたアルコキシ、任意選択で置換されたアリールオキシ、任意選択で置換されたアシルオキシ、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアリール、任意選択で置換されたヘテロアリール、任意選択で置換されたアミノ、アミド、シクロアミド、およびシクロイミドからなる群から選択され、ただし、D1およびD2は、両方が水素ではなく;
Liは、独立して、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアルキニレン、任意選択で置換されたアリーレン、および任意選択で置換されたヘテロアリーレンからなる群から選択される、請求項7に記載の波長変換フィルム。 - 前記第2の有機光安定発色団が、式(IV−a)または(IV−b):
によって表され、式中:
iは、0〜100の範囲内の整数であり;
Arは、任意選択で置換されたアリールまたは任意選択で置換されたヘテロアリールであり;
R9は、
または任意選択で置換された環状イミドであり;
R7は、それぞれ独立して、H、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、アラルキル、およびアルカリールからなる群から選択され;
R9は、それぞれ独立して、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアルケニル、任意選択で置換されたアリール、および任意選択で置換されたヘテロアリールからなる群から選択され;またはR7およびR9は、一緒に接続されて環を形成してもよく;
R8は、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレンからなる群から選択され;
D1およびD2は、それぞれ独立して、水素、任意選択で置換されたアルコキシ、任意選択で置換されたアリールオキシ、任意選択で置換されたアシルオキシ、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアリール、任意選択で置換されたヘテロアリール、任意選択で置換されたアミノ、アミド、環状アミド、および環状イミドからなる群から選択され、ただし、D1およびD2は、両方が水素ではなく;
Liは、独立して、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアルキニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレンからなる群から選択される、請求項7に記載の波長変換フィルム。 - 前記第2の有機光安定発色団が、式(V−a)または(V−b):
によって表され、式中:
iは、0〜100の範囲内の整数であり;
A0およびAiは、それぞれ独立して、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアルケニル、任意選択で置換されたヘテロアルキル、任意選択で置換されたアミド、任意選択で置換されたアルコキシ、任意選択で置換されたカルボニル、および任意選択で置換されたカルボキシからなる群から選択され;
各R11は、独立して、任意選択で置換されたアルコキシ、任意選択で置換されたアリールオキシ、任意選択で置換されたアシルオキシ、およびアミノからなる群から選択され;
A2は、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレン、ケトン、エステル、および
からなる群から選択され;
Arは、任意選択で置換されたアリールまたは任意選択で置換されたヘテロアリールであり;R7は、H、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、アラルキル、アルカリールからなる群から選択され;R8は、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレン、ケトン、およびエステルからなる群から選択され;またはR7およびR8は、一緒に接続されて環を形成してもよく;
Liは、独立して、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアルキニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレンからなる群から選択される、請求項7に記載の波長変換フィルム。 - 前記第2の有機光安定発色団が、式(VI):
によって表され、式中、
iは、0〜100の範囲内の整数であり;
ZおよびZiは、それぞれ独立して、−O−、−S−、−Se−、−Te−−NR12−、−CR12=CR12−および−
CR12=N−からなる群から選択され、R12は、水素、任意選択で置換されたC1〜C6アルキル、または任意選択で置換されたC1〜C10アリールであり;
D1およびD2は、独立して、任意選択で置換されたアルコキシ、任意選択で置換されたアリールオキシ、任意選択で置換されたアシルオキシ、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアリール、任意選択で置換されたヘテロアリール、任意選択で置換されたアミノ、アミド、環状アミド、および環状イミドからなる群から選択され;
jは、0、1、または2であり、kは、0、1、または2であり;
Y1およびY2は、独立して、任意選択で置換されたアリール、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたシクロアルキル、任意選択で置換されたアルコキシ、および任意選択で置換されたアミノからなる群から選択され;
Liは、独立して、任意選択で置換されたアルキレン、任意選択で置換されたアルケニレン、任意選択で置換されたアルキニレン、任意選択で置換されたアリーレン、任意選択で置換されたヘテロアリーレンからなる群から選択される、請求項7に記載の波長変換フィルム。 - 前記第1の有機光安定発色団の前記吸収極大が、300nm〜400nmの範囲内であり、前記第1の有機光安定発色団の前記発光極大が、400nm〜520nmの範囲内である、請求項1〜11のいずれかに記載の波長変換フィルム。
- 前記第2の有機光安定発色団の前記吸収極大が、480nm〜620nmの範囲内であり、前記第2の有機光安定発色団の前記発光極大が、550nm〜800nmの範囲内である、請求項7〜11のいずれかに記載の波長変換フィルム。
- 前記第2の有機光安定発色団の前記吸収極大が、400nm超である、請求項7〜11、13のいずれかに記載の波長変換フィルム。
- 前記第1の有機光安定発色団および前記第2の有機光安定発色団が、独立して、ペリレン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、およびベンゾ複素環系誘導体からなる群から選択される、請求項7〜11、13、14のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記第1の有機光安定発色団がベンゾトリアゾール誘導体である、請求項1〜15のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記ポリマーマトリックスが、ホストポリマー、ホストポリマーとコポリマー、および複数のポリマーからなる群から選択される、請求項1〜16のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記ポリマーマトリックスが、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、エチレンビニルアセテート、エチレンテトラフルオロエチレン、ポリイミド、非晶質ポリカーボネート、ポリスチレン、シロキサンゾル−ゲル、ポリウレタン、ポリアクリレート、およびこれらの組合せからなる群から選択される物質から形成される、請求項1〜17のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記ポリマーマトリックス材料の屈折率が、1.4〜1.7の範囲内である、請求項1〜18のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記ポリマーマトリックス中の前記第1の有機光安定発色団の濃度および前記第2の有機光安定発色団の濃度が、独立して、0.01wt%〜10.0wt%の範囲内の量であるように選択される、請求項7〜11、13、14のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記ポリマーマトリックス中の前記第1の有機光安定発色団の濃度および前記第2の有機光安定発色団の濃度が、独立して、0.1wt%〜1.0wt%の範囲内の量であるように選択される、請求項7〜11、13、14のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記ポリマーマトリックスが、少なくとも1種の増感剤をさらに含む、請求項1〜21のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記ポリマーマトリックスが、少なくとも1種の可塑剤をさらに含む、請求項1〜22のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 前記ポリマーマトリックスが、UV安定剤、抗酸化剤、または吸収剤をさらに含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載の波長変換フィルム。
- 厚さが、0.1μm〜1mmの範囲である、請求項1〜24のいずれかに記載の波長変換フィルム。
- 厚さが、0.5μm〜1mmの範囲である、請求項1〜25のいずれかに記載の波長変換フィルム。
- 少なくとも1つの光起電力デバイスと;
請求項1〜26のいずれかに記載の波長変換フィルムとを備える光起電力モジュールであって、該波長変換フィルムは、該少なくとも1つの光起電力デバイスを被包するように構成されており、その結果、入射光が、該少なくとも1つの光起電力デバイスに到達する前に該波長変換フィルムを通過する、光起電力モジュール。 - 前記光起電力デバイスが、シリコンベースデバイス、III−V族またはII−VI族PN接合デバイス、銅−インジウム−ガリウム−セレン(CIGS)薄膜デバイス、有機増感剤デバイス、有機薄膜デバイス、および硫化カドミウム/テルル化カドミウム(CdS/CdTe)薄膜デバイスからなる群から選択される少なくとも1つのデバイスを備える、請求項27に記載の光起電力モジュール。
- 前記波長変換フィルムを前記光起電力デバイスに付着させるための屈折率整合接着剤をさらに備える、請求項27または28に記載の光起電力モジュール。
- 光起電力デバイスの性能を改善するための方法であって:
請求項1〜26のいずれかに記載の波長変換フィルムを該光起電力デバイスに適用するステップを含み、該波長変換フィルムは、該少なくとも1つの光起電力デバイスを被包するように構成され、その結果、入射光が、該光起電力デバイスに到達する前に該波長変換フィルムを通過する、方法。 - 光起電力デバイスの性能を改善するための方法であって:
該光起電力デバイスの製作中に該光起電力デバイス中に直接請求項1〜26のいずれかに記載の波長変換フィルムを組み込み、その結果、該波長変換フィルムが、該光起電力デバイスと光入射側のカバー基板との間に被包されるステップを含む、方法。 - 光起電力デバイスの寿命を改善するための方法であって:
請求項1〜26のいずれかに記載の波長変換フィルムを該光起電力デバイスに適用するステップを含み、該波長変換フィルムは、該少なくとも1つの光起電力デバイスを被包するように構成され、その結果、入射光が、該光起電力デバイスに到達する前に該波長変換フィルムを通過する、方法。 - 光起電力デバイスの寿命を改善するための方法であって:
該光起電力デバイスの製作中に該光起電力デバイス中に直接請求項1〜26のいずれかに記載の波長変換フィルムを組み込み、その結果、該波長変換フィルムが、該光起電力デバイスと光入射側のカバー基板との間に被包されるステップを含む、方法。
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