WO2014010305A1 - 化合物、太陽電池モジュール及び太陽光発電装置 - Google Patents

化合物、太陽電池モジュール及び太陽光発電装置 Download PDF

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WO2014010305A1
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compound
alkyl group
light
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時由 梅田
大輔 槻尾
裕喜雄 竹中
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シャープ株式会社
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07D471/22Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed systems contains four or more hetero rings
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    • Y02E10/549Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a novel compound, a solar cell module using the compound, and a solar power generation apparatus provided with the solar cell module.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-153975 filed in Japan on July 9, 2012 and Japanese Patent Application No. 2012-179567 filed in Japanese on August 13, 2012, The contents are incorporated herein.
  • a solar power generation device described in Patent Document 1 as a solar power generation device that includes a solar cell element in a part of a light guide and causes the light propagated through the inside of the light guide to enter the solar cell element to generate electric power Solar energy recovery windows are known.
  • This solar power generation device is configured to propagate a part of sunlight incident from one main surface of the light guide into the inside of the light guide and to guide it to the solar cell element.
  • the light guide contains a phosphor (fluorescent substance).
  • This fluorescent substance absorbs and excites the sunlight (incident light) which injected into the light guide, and emits light. And the emitted light (fluorescence) from the fluorescent substance at this time propagates the inside of a light guide, and electric power generation is performed by entering into a solar cell element.
  • the luminous ability of the phosphor is mentioned as one factor to determine the amount of power generation. And in order to increase the electric power generation amount of a solar power generation device, it is desirable to use what can absorb the light of a long wavelength sufficiently as a fluorescent substance, and selection of a fluorescent substance becomes important.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 a compound represented by the following formula (9) -1 (hereinafter referred to as “compound (9) — 1) is disclosed.
  • the compound (9) -1 has a peak wavelength of absorbable light (light absorption peak wavelength) of about 630 nm, and the light absorption wavelength is not sufficiently long.
  • the compound (9) -1 has a peak wavelength of absorbable light (light absorption peak wavelength) of about 630 nm, and the light absorption wavelength is not sufficiently long.
  • One aspect of the present invention provides a compound represented by the following general formula (IA0) or (IB0).
  • R 10 is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a group represented by the following general formula (z) -10 or (z) -20
  • the plurality of Z may be the same as or different from each other;
  • Ar 10 and Ar 20 each independently represent the following general formula (I) -110, (I) -120, (I) -130, (I) -210 Or a group represented by (I) -220; and when Ar 1 and Ar 2 are a group represented by (I) -210 or (I) -220, R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group A bond marked * is formed on the carbon atom marked * of the group, a bond marked ** is formed on the carbon atom marked ** on the group ing.)
  • R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, two R 1 s may be the same as or different from each other;
  • R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group;
  • R 11 and R 12 R 13 , R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 may be the same as or different from each other;
  • 11 is an integer of 0 to 2, and when R 10 and R 11 are all hydrogen atoms or an alkyl group, n 11 is 1 or 2 and n 12 and n 13 are each independently 1 or 2;
  • Each n 11 , n 12 and n 13 may be the same or different from each other
  • One aspect of the present invention provides a compound represented by the following general formula (IA) or (IB).
  • R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 1 may be the same as or different from each other;
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently represented by the following general formula (I) -11, The bond represented by I) -12, (I) -13, (I) -21 or (I) -22; and the bond denoted by * is the carbon atom to the carbon atom denoted by * of the group And the bond marked ** is formed to the carbon atom marked ** of the group.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 are each other N 11 , n 12 and n 13 may be each independently 1 or 2, and plural n 11 , n 12 and n 13 may be the same or different from each other)
  • the compound in one aspect of the present invention is a compound wherein each of R 1 , R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms. May be In addition, the compound in one aspect of the present invention is a compound wherein each of R 1 , R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms. May be
  • Another aspect of the present invention provides a compound represented by the following general formula (IIA) or (IIB).
  • Z is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a group represented by the following general formula (z) -1 or (z) -2)
  • the plurality of Z may be the same as or different from each other, provided that at least one Z is an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or the following general formula (z) -1 or (z)
  • Ar 11 and Ar 12 each independently represent a group represented by the following general formula (II) -11, (II) -12 or (II) -13;
  • the bond denoted by is formed on the carbon atom denoted * of the group, and the bond denoted by ** is formed at the carbon atom denoted ** on the group.
  • R 101 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, two R 101 may be the same as or different from each other;
  • R 102 represents a hydrogen atom or an alkyl group;
  • R 11 and R 12 And R 13 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 11 , R 12 and R 13 may be the same as or different from each other;
  • n 11 is an integer of 0 to 2
  • n 12 And n 13 are each independently 1 or 2
  • a plurality of n 11 , n 12 and n 13 may be the same as or different from each other
  • Z is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or a group represented by general formula (z) -1 or (z) -2 above
  • R 101 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms
  • the above R 102 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • the above R 11 , R 12 and It may be a compound in which R 13 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
  • Z is a hydrogen atom, an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, or a group represented by the general formula (z) -1 or (z) -2. It may be a compound wherein each of R 11 , R 12 and R 13 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.
  • the further another aspect of this invention provides the solar cell module using such a compound.
  • a light guide having a light incidence surface and a light emission surface smaller in area than the light incidence surface, and light emitted from the light emission surface are received.
  • the further another aspect of this invention provides the solar power generation device provided with this solar cell module.
  • a novel compound capable of absorbing light of a sufficiently long wavelength, a solar cell module using the compound, and a solar power generation apparatus provided with the solar cell module are provided.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows schematic structure of one Embodiment of the solar cell module which concerns on this invention. It is sectional drawing of the solar cell module which concerns on this invention. It is a sectional side view which shows the modification of the condensing plate of the solar cell module which concerns on this invention. It is a sectional side view which shows the modification of the condensing plate of the solar cell module which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the modification of the solar cell module which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the modification of the solar cell module which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the modification of the solar cell module which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the modification of the solar cell module which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the modification of the solar cell module which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the modification of the solar cell module which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the modification of the solar cell module which concerns on this invention. It
  • FIG. 16 is a diagram showing the result of mass analysis of the product of reaction formula (1-11) of Example 7.
  • FIG. 16 is an IR spectrum of the product of reaction formula (1-11) of Example 7.
  • FIG. 16 shows the results of mass analysis of the product of reaction formula (1-12) of Example 7.
  • FIG. 16 is an IR spectrum of the product of reaction formula (1-12) of Example 7.
  • FIG. 16 is a diagram showing the result of 1 H-NMR of the product of reaction formula (1-12) of Example 7.
  • FIG. 16 is an IR spectrum of the product of reaction formula (1-13) of Example 7.
  • FIG. 16 is a diagram showing the result of 1 H-NMR of the product of reaction formula (1-13) of Example 7.
  • FIG. 16 is an IR spectrum of the product of reaction formula (1-14) of Example 7.
  • FIG. 16 is a diagram showing the result of 1 H-NMR of the product of reaction formula (1-14) of Example 7.
  • FIG. 16 is an IR spectrum of the product of reaction formula (1-15) of Example 7.
  • FIG. 16 shows the results of 1 H-NMR of the product of reaction formula (1-15) of Example 7. It is a figure which shows the absorption spectrum and fluorescence spectrum of a compound of Example 7. It is a figure which shows the relationship of the excitation light wavelength of the compound of Example 7, and a fluorescence quantum yield.
  • the compound according to the present embodiment is represented by the following general formula (IA0) or (IB0) (hereinafter, these compounds may be collectively referred to as compound (I0)).
  • the compound (I0) is a novel fluorescent compound and is capable of sufficiently absorbing such light because it has a high absorption coefficient with respect to long wavelength light.
  • a compound represented by the following general formula (IA0) is a syn isomer
  • a compound represented by the following general formula (IB0) is an anti isomer.
  • R 10 is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a group represented by the following general formula (z) -10 or (z) -20
  • the plurality of Z may be the same as or different from each other;
  • Ar 10 and Ar 20 each independently represent the following general formula (I) -110, (I) -120, (I) -130, (I) -210 Or a group represented by (I) -220; and when Ar 1 and Ar 2 are a group represented by (I) -210 or (I) -220, R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group A bond marked * is formed on the carbon atom marked * of the group, a bond marked ** is formed on the carbon atom marked ** on the group ing.)
  • R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, two R 1 s may be the same as or different from each other;
  • R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group;
  • R 11 and R 12 R 13 , R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 may be the same as or different from each other;
  • 11 is an integer of 0 to 2, and when R 10 and R 11 are all hydrogen atoms or an alkyl group, n 11 is 1 or 2 and n 12 and n 13 are each independently 1 or 2;
  • Each n 11 , n 12 and n 13 may be the same or different from each other
  • R 10 is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (z) -1 or (z) -2.
  • R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and two R 1 s may be the same as or different from each other. That is, the group represented by General Formula (z) -10 is an amino group, a monoalkylamino group, a dialkylamino group, a monoarylamino group, a diarylamino group or an alkylarylamino group.
  • the alkyl group in R 1 may be linear, branched or cyclic, and when cyclic, the alkyl group may be either monocyclic or polycyclic.
  • the alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • the linear or branched alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl group is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group or an n-butyl group, Isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, n-heptyl group, 2-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 2,2-dimethylpentyl group, 2,3-dimethylpentyl group, 2,4-Dimethylpentyl group, 3,3-dimethylpentyl group, 3-
  • the cyclic alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10, and the alkyl group is preferably a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group. And cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group, norbornyl group, isobornyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group and tricyclodecyl group.
  • the aryl group for R 1 may be monocyclic or polycyclic, and preferably has 6 to 12 carbon atoms, and is preferably a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group or an o-toluyl group (1- Examples include methylphenyl group), m-toluyl group (2-methylphenyl group), p-toluyl group (3-methylphenyl group), xylyl group (dimethylphenyl group) and the like.
  • one or more hydrogen atoms of these aryl groups may be substituted with an alkyl group.
  • the alkyl group by which a hydrogen atom is substituted the thing similar to the said alkyl group in R 1 can be illustrated.
  • the aryl group in R 1 is preferably monocyclic, and more preferably a phenyl group.
  • R 1 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
  • R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group. That is, the group represented by formula (z) -20 is a hydroxyl group or an alkoxy group. Examples of the alkyl group in R 2, can be exemplified the same ones as the alkyl group in R 1, the alkyl to groups may be the same as in R 1 of the same molecule, may be different. R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the alkyl group in R 10 may be linear, branched or cyclic, and when cyclic, the alkyl group may be either monocyclic or polycyclic.
  • the alkyl group in Z preferably has 1 to 22 carbon atoms, and more preferably 6 to 18 carbon atoms in terms of further improving the solubility in the solvent described later.
  • the linear or branched alkyl group for R 10 preferably has 1 to 22 carbon atoms, and examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group and an n- group.
  • the cyclic alkyl group for R 10 preferably has 3 to 22 carbon atoms, and as the alkyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group Group, cyclodecyl group, norbornyl group, isobornyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, tricyclodecyl group, and one or more hydrogen atoms of these cyclic alkyl groups may be linear or branched. Those substituted with a linear or cyclic alkyl group can be exemplified.
  • the linear, branched or cyclic alkyl group for substituting a hydrogen atom the above-mentioned examples of the alkyl group in Z can be mentioned.
  • the cyclic alkyl group more preferably has 6 to 18 carbon atoms.
  • compound (I 0) When compound (I0) has an alkyl group as R 10 , compound (I 0) can be used as a solvent by selecting an appropriate solvent as in the case where R 11 , R 12 or R 13 described later is an alkyl group. Solubility in water is improved. By using the compound (I0) having high solubility in a solvent, a photovoltaic device having a larger amount of power generation can be more easily obtained as a photovoltaic device described later. However, even when the compound (I0) having no alkyl group at all is used as R 10 , a photovoltaic power generation apparatus with a sufficiently large amount of power generation can be obtained.
  • the alkynyl group in R 10 may be linear, branched or cyclic, and in the alkyl group having 2 or more carbon atoms in R 10 , any one single bond (C— What C) was substituted by the triple bond (C ⁇ C) can be exemplified.
  • Preferred examples of the alkenyl group include ethynyl group (-C ⁇ CH), propargyl group (-CH 2 -C ⁇ CH) and the like.
  • R 10 s may be the same or different. That is, all of R 10 may be the same, all different, or only some of them may be different.
  • R 10 is an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a group represented by general formula (z) -10 or (z) -20, in the compounds (I0) of these R 10 There are no particular limitations on the position and the number of.
  • the benzene ring skeleton to which R 10 is attached has a large steric hindrance, and thus the bond between the adjacent oxygen atom It is difficult to rotate around the axis. For example, focusing on the benzene ring skeleton at the same position for two molecules of compound (I0), consider the case where the benzene ring skeleton does not rotate.
  • a group other than a hydrogen atom is bonded as R 10 to the carbon atom at position 2 of the benzene ring skeleton, and all hydrogen atoms are bonded as R 10 to the other carbon atoms.
  • the other compounds contrast (I0), the benzene ring bonded to groups other than hydrogen atom as R 10 in the 6-position carbon atoms of the backbone, all bonded hydrogen atom as R 10 is other carbon atoms ing. These compounds (I0) are distinguished as stereoisomers even if the groups other than the above-mentioned hydrogen atom are identical.
  • a compound (I0) in which a group other than a hydrogen atom is bonded as R 10 to the carbon atom at position 3 of the benzene ring skeleton, and all hydrogen atoms are bonded as R 10 to the other carbon atoms Compounds (I0) in which a group other than a hydrogen atom is bonded as Z to the carbon atom at position 5 of the benzene ring skeleton and all hydrogen atoms are bonded as R 10 to other carbon atoms are compounds other than the above hydrogen atoms Even if the groups of are identical, they are distinguished as stereoisomers. In addition, what was mentioned here is an example, and a stereoisomer is not limited to these.
  • Ar 10 and Ar 20 each independently represent a group represented by the general formula (I) -110, (I) -120, (I) -130, (I) -210 or (I) -220. It is. However, when Ar 10 and Ar 20 are a group represented by (I) -210 or (I) -220, R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group. In the general formulas (IA0) and (IB0), a group represented by general formula (I) -110, (I) -120 or (I) -130, and a general formula (I) -210 or (I)- The group represented by 220 may or may not co-exist.
  • Ar 10 and Ar 20 is the general formula (I) -11, (I) -12, (I) -13, in a group represented by (I) -21 or (I) -22, the compounds (I ) Has a long absorption peak wavelength of light.
  • peak wavelength means the wavelength of the main peak of the light spectrum, preferably the wavelength of the peak with the largest spectral intensity.
  • the bond denoted by * is a group represented by formulas (I) -110, (I) -120, (I) -130, (I) -210 or (I) -220. It is formed to the carbon atom which attached sign * of the group represented by.
  • the sign of any of the above groups which is Ar 20 It is bound to the carbon atom marked with *.
  • the bond marked with a symbol ** is a group represented by the general formulas (I) -110, (I) -120, (I) -130, (I) -210 or I) It is formed on the carbon atom marked with a symbol ** of the group represented by -220.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • Examples of the alkyl group in R 11, R 12, R 13 , R 21 and R 22, can be exemplified the same ones as the alkyl group in R 10, it may be the same as the alkyl group in R 10 in the same molecule , May be different.
  • the plurality of R 11 s , R 12 s , R 13 s , R 21 s and R 22 s may be the same or different.
  • a plurality of (“2n 11 +4”) R 11 s may be the same as or different from each other.
  • a plurality (eight) of R 21 may be the same or different.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 21 or R 22 is an alkyl group
  • the position and number of the alkyl group in the compound (I0) are not particularly limited.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and each is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms It is more preferable that
  • a solvent can be selected by selecting an appropriate solvent. Solubility in water is improved.
  • a photovoltaic device having a larger amount of power generation can be more easily obtained as a photovoltaic device described later.
  • a solar power generation apparatus with a sufficiently large amount of power generation can be obtained.
  • n 11 is an integer of 0 to 2
  • n 12 and n 13 are each independently 1 or 2.
  • n 11 is an integer of 0 to 2
  • n 12 and n 13 are each independently 1 or 2.
  • the group represented by the general formula (I) -110 when n 11 is 2, is a group having a structure in which three benzene rings are condensed. .
  • the group represented by the general formula (I) -110 is a group having one benzene ring skeleton.
  • n 11 , n 12 and n 13 may be the same or different.
  • n 11 in Ar 10 and n in Ar 20 11 may be the same as or different from each other.
  • the compound (I0) tends to have a longer light absorption peak wavelength as the n 11 , n 12 or n 13 is larger.
  • n 11 , n 12 or n 13 in Ar 10 and Ar 20 is preferably identical to each other, since the compound (I0) is easier to produce by the production method described later.
  • the peak wavelength of the absorbable light is preferably 640 nm or more, and the peak wavelength of the absorbable light may be 700 nm or more by selecting the structure appropriately, and the light absorption The wavelength is sufficiently long.
  • the peak wavelength of absorbable light of compound (I0) can also be determined by quantum chemistry calculation.
  • general-purpose quantum chemical calculation software can be used, and as such an example, Gaussian 09 (made by Gaussian) can be exemplified, and according to the level B3LYP / 6-31G of non-empirical molecular orbital calculation method, light The peak wavelength is determined.
  • the compounds according to this embodiment are represented by the following general formula (IA) or (IB) (hereinafter, these compounds may be collectively referred to as compound (I)).
  • the compound (I) is a novel fluorescent compound and has a high absorption coefficient to long-wavelength light, so that such light can be sufficiently absorbed.
  • a compound represented by the following general formula (IA) is a syn isomer
  • a compound represented by the following general formula (IB) is an anti isomer.
  • R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 1 may be the same as or different from each other;
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently represented by the following general formula (I) -11, The bond represented by I) -12, (I) -13, (I) -21 or (I) -22; and the bond denoted by * is the carbon atom to the carbon atom denoted by * of the group And the bond marked ** is formed to the carbon atom marked ** of the group.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 are each other N 11 , n 12 and n 13 may be each independently 1 or 2, and plural n 11 , n 12 and n 13 may be the same or different from each other)
  • R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group.
  • the alkyl group in R 1 may be linear, branched or cyclic, and when cyclic, the alkyl group may be either monocyclic or polycyclic.
  • the alkyl group preferably has 1 to 22 carbon atoms, and more preferably 6 to 18 carbon atoms from the viewpoint of further improving the solubility in the solvent described later.
  • the linear or branched alkyl group preferably has 1 to 22 carbon atoms, and the alkyl group is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group or an n-butyl group, Isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, n-heptyl group, 2-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 2,2-dimethylpentyl group, 2,3-dimethylpentyl group, 2,4-Dimethylpentyl group, 3,3-dimethylpentyl group, 3-
  • the cyclic alkyl group preferably has 3 to 22 carbon atoms and examples of the alkyl group include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl and cyclodecyl Group, norbornyl group, isobornyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, tricyclodecyl group, and one or more hydrogen atoms of these cyclic alkyl groups may be linear, branched or branched. Those substituted with a cyclic alkyl group can be exemplified.
  • the linear, branched or cyclic alkyl group for substituting a hydrogen atom the above-mentioned examples of the alkyl group in R 1 can be mentioned.
  • the cyclic alkyl group more preferably has 6 to 18 carbon atoms.
  • R 1 s may be the same or different. That is, all R 1 s may be the same, all different, or only some of them different.
  • R 1 is an alkyl group
  • the position and number of the alkyl group in the compound (I) are not particularly limited.
  • R 1 bonded to the carbon atom at the 4-position (para-position to the oxygen atom) is an alkyl group.
  • the number of R 1 bonded to the carbon atom at the 4-position be an alkyl group is two or more, and more preferably three or more. It is particularly preferred that R 1 bonded to the 4-position carbon atom in all four of the aforementioned benzene ring skeletons is an alkyl group.
  • an alkyl group is bonded as R 1 to the carbon atom at position 6 of the benzene ring skeleton, and all hydrogen atoms are bonded as R 1 to the other carbon atoms.
  • These compounds (I) are distinguished as stereoisomers, even if the above-mentioned alkyl groups are identical.
  • the above alkyl groups are the same as in Compound (I) Are also distinguished as stereoisomers.
  • a stereoisomer is not limited to these.
  • R 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a group represented by the general formula (I) -11, (I) -12, (I) -13, (I) -21 or (I) -22. It is.
  • the group represented by 22 may or may not co-exist.
  • the compound (I) can be obtained by using a compound represented by general formula (I) -11, (I) -12, (I) -13, (I) -21 or (I) -22 as Ar 1 and Ar 2. ) Has a long absorption peak wavelength of light. In addition, the fluorescence quantum yield is increased.
  • peak wavelength means the wavelength of the main peak of the light spectrum, preferably the wavelength of the peak with the largest spectral intensity.
  • the bond denoted by the symbol ** is a group represented by the general formulas (I) -11, (I) -12, (I) -13, (I) -21 or I) It is formed on the carbon atom marked with a symbol ** of the group represented by -22.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • Examples of the alkyl group in R 11, R 12, R 13 , R 21 and R 22, can be exemplified the same ones as the alkyl group in R 1, the alkyl group may be the same as in R 1 of the same molecule , May be different.
  • the plurality of R 11 s , R 12 s , R 13 s , R 21 s and R 22 s may be the same or different.
  • a plurality of (“2n 11 +4”) R 11 s may be the same as or different from each other.
  • a plurality (eight) of R 21 may be identical to or different from each other.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 21 or R 22 is an alkyl group
  • the position and number of the alkyl group in the compound (I) are not particularly limited.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 21 and R 22 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and each is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms It is more preferable that
  • a solvent can be selected by selecting an appropriate solvent. Solubility in water is improved.
  • a photovoltaic device having a large amount of power generation can be more easily obtained as a photovoltaic device described later.
  • a photovoltaic power generation apparatus with a sufficiently large amount of power generation can be obtained.
  • n 11 , n 12 and n 13 are each independently 1 or 2.
  • the group represented by the general formula (I) -11 is a group having a structure in which two benzene rings are fused.
  • n 11 is 2
  • the group represented by formula (I) -11 is a group having a structure in which three benzene ring skeletons are fused.
  • n 11 , n 12 and n 13 may be the same or different.
  • n 11 in Ar 1 and n in Ar 2 11 may be the same as or different from each other.
  • the compound (1) tends to have a longer light absorption peak wavelength in the case where n 11 , n 12 or n 13 is 2 than in the case 1 is.
  • n 11 , n 12 or n 13 in Ar 1 and Ar 2 is preferably identical to each other in that compound (I) is easier to produce by a production method described later.
  • the compound (I) has a light absorption peak wavelength of preferably 650 nm or more, more preferably 660 nm or more, and the light absorption wavelength is sufficiently long.
  • the effect of the compound (2) is higher, and the light absorption peak wavelength can be preferably 730 nm or more, more preferably 750 nm or more.
  • the compounds (I) particularly the compound (2) tends to increase the oscillator strength, and such a compound (I) tends to increase the fluorescence quantum yield.
  • the compound (I) having a large fluorescence quantum yield it is possible to obtain a photovoltaic power generation device to be described later that has a larger amount of power generation.
  • the absorption peak wavelength of the light of compound (I) can also be determined by quantum chemistry calculation.
  • general-purpose quantum chemical calculation software can be used, and as such a thing, Gaussian 09 (made by Gaussian) can be exemplified, according to the level B3LYP / 6-31G (d) of the non-empirical molecular orbital calculation method , The peak wavelength of light is determined.
  • R 1 , R 11 , R 12 , R 13 , n 11 , n 12 and n 13 are as defined above
  • R 1 , R 11 , R 12 , R 13 , n 11 , n 12 and n 13 are as defined above
  • R 1 , R 11 , R 12 , R 13 , n 11 , n 12 and n 13 are as defined above
  • R 1 , R 11 , R 12 , R 13 , n 11 , n 12 and n 13 are as defined above
  • compound (1) and (2) were illustrated here as compound (I), Ar 1 or Ar 2 is substituted in these compounds (1) and (2), and Ar 1 and Ar 2 are used.
  • group represented by the general formula (I) -11, (I) -12 or (I) -13 and the group represented by the general formula (I) -21 or (I) -22 Can also be exemplified as compound (I).
  • the compound (I) can sufficiently absorb light of a long wavelength, and by using it as a phosphor in a solar power generation device described later, such a solar power generation device is excellent in the amount of power generation.
  • Compound (I) can be produced, for example, by a production method having a compound (Ib) production step and a compound (I) production step.
  • a compound represented by the following general formula (Ie) hereinafter abbreviated as “the compound (Ie)”
  • a compound represented by the following general formula (Id) hereinafter “the The compound represented by the general formula (Ic) and the compound represented by the following general formula (Ic) (hereinafter abbreviated as the “compound (Ic)”
  • the compound represented by the general formula (Ic) and the compound represented by the following general formula (Ic) hereinafter abbreviated as the “compound (Ic)
  • a compound represented by (IBb) hereinafter, these compounds are collectively referred to as “compound (Ib)” is obtained.
  • the compound (I) is reacted with a compound represented by the following general formula (Ia) (hereinafter abbreviated as “compound (Ia)”) to give a compound (I) It is a process to obtain.
  • compound (Ia) a compound represented by the following general formula (Ia)
  • the manufacturing method mentioned here is an example, and the manufacturing method of compound (I) is not limited to this.
  • the following reaction formula shows an example in which the compounds represented by the general formulas (IAb) and (IBb) are both produced as the compound (Ib), but only one of them is produced as described above. Sometimes.
  • the compounds (Ic) and (Id) may be the same as or different from each other, and may be appropriately selected according to the structure of the compound (I) which is the target.
  • X is a halogen atom, preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and a plurality of (four) Xs may be the same or different, but all are the same Is preferred.
  • the solvent can be arbitrarily selected from solvents that do not interfere with the reaction, taking into consideration the solubility of the compound serving as the raw material, the reaction conditions, and the like, and specific examples of the solvent include aromatic compounds such as toluene and phenol.
  • an organic acid such as propionic acid may be used.
  • the reaction is preferably performed using a base such as pyridine or pyrazine.
  • the total amount of compounds (Ic) and (Id) used is preferably 2 times mol or more and 4 times mol to 5 times mol with respect to compound (Ie) More preferable.
  • the amount of the base to be used is preferably 1-fold mol or more, more preferably 4-fold mol to 5-fold mol, relative to compound (Ie).
  • the reaction temperature is preferably 120 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is 6 hours to 36 hours. Is preferred.
  • the reaction temperature is preferably 130 ° C.
  • reaction time is preferably 5 hours to 8 hours.
  • the reaction may be performed while removing by-produced water, for example, by azeotropic dehydration or the like. At this time, a solvent may be appropriately added during the reaction.
  • post treatment may be carried out as necessary by a known method to take out compound (Ib). That is, as necessary, post-treatment operations such as filtration, washing, extraction, pH adjustment, dehydration, concentration, etc. are performed singly or in combination of two or more kinds, and concentration, crystallization, reprecipitation, column chromatography
  • the compound (Ib) may be taken out by the like. Further, the compound (Ib) taken out may be further optionally subjected to operations such as crystallization, reprecipitation, column chromatography, extraction, stirring / washing of crystals with a solvent alone or in combination of two or more. It may be purified by performing it more than once.
  • the compound (I) production step after completion of the reaction, after post-treatment is carried out as necessary, the compound (I) production step may be carried out without taking out the compound (Ib).
  • the reaction is preferably carried out using a solvent.
  • the solvent can be optionally selected from solvents that do not interfere with the reaction, taking into consideration the solubility of the raw material compound and the reaction conditions, etc. Specific solvents include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N And amide compounds such as N-dimethylacetamide.
  • the reaction is preferably carried out using a base such as potassium carbonate or sodium carbonate.
  • the amount of compound (Ia) used in the production process of compound (I) is preferably 4 times mol or more, more preferably 4 times mol to 8 times mol, relative to compound (Ib).
  • the amount of the base used is preferably 1-fold mol or more, more preferably 1-fold mol to 6-fold mol, relative to the compound (Ia).
  • the reaction temperature of the above reaction in the compound (I) production process is preferably 130 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is preferably 18 hours to 36 hours.
  • the compound (I) may be removed by the same method as in the compound (Ib) production process, and the removed compound (I) may be further purified.
  • compound (I), compound (Ib) and the like can be confirmed by known methods such as nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, mass spectrometry (MS), infrared spectroscopy (IR) and the like.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • MS mass spectrometry
  • IR infrared spectroscopy
  • the compound (I) may be synthesized via the chemical formula (1-1) to the chemical formula (1-5).
  • X is a halogen atom, preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and a plurality of (four) Xs may be the same or different, but they are all the same Is preferred.
  • R ' is a protecting group. Specifically, a linear alkyl group having 1 to 22 carbon atoms can be mentioned.
  • R 1 is the same as R 1 in the general formula (IA) and (IB).
  • Ar 1 is the same as Ar 1 in the general formula (IA) and (IB).
  • one of the bonds to Ar 1 is a bond denoted by * in General Formulas (IA) and (IB)
  • the bond of Ar 1 is a bond denoted by ** in the general formulas (IA) and (IB).
  • Ar 2 is the same as Ar 2 in the general formula (IA) and (IB). Also, of the two amino groups attached to Ar 2 (-NH 2), coupling between one and Ar 2, becomes bound, labeled * in the general formula (IA) and (IB), the other And the bond of Ar 2 is a bond denoted by ** in the general formulas (IA) and (IB).
  • the compound (Im) and the compound (In) may be the same as or different from each other, and may be appropriately selected depending on the structure of the compound (I) which is the target.
  • reaction shown in chemical formula (1-3) compounds (Ii) and (Ij) are reacted.
  • a solvent can be optionally selected from solvents that do not interfere with the reaction, taking into consideration the solubility of the raw material compound and the reaction conditions, etc. Specific solvents include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N And amide compounds such as N-dimethylacetamide.
  • a base such as potassium carbonate and sodium carbonate.
  • the amount of the compound (Ij) used is preferably 4 times mol or more, more preferably 4 times mol to 8 times mol, relative to the compound (Ii) .
  • the amount of the base used is preferably 1-fold mol or more, more preferably 1-fold mol to 6-fold mol, relative to compound (Ij).
  • the reaction temperature in the reaction represented by the chemical formula (1-3) is preferably 130 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is preferably 18 hours to 36 hours.
  • the target compound (Ik) may be taken out by concentration, crystallization, reprecipitation, column chromatography or the like. Further, the compound of general formula (Ik) taken out may be subjected to operations such as crystallization, reprecipitation, column chromatography, extraction, stirring / washing of crystals with a solvent alone or in combination, as necessary.
  • the purification may be carried out by carrying out once or more. In addition, by adjusting the reaction conditions, the generation rate of the target substance may be improved.
  • the reaction shown in the chemical formula (1-5) is preferably carried out using a solvent.
  • the solvent can be arbitrarily selected from solvents that do not interfere with the reaction, taking into consideration the solubility of the compound serving as the raw material, the reaction conditions, and the like, and specific examples of the solvent include aromatic compounds such as toluene and phenol.
  • an organic acid such as propionic acid may be used.
  • the reaction represented by the chemical formula (1-5) is preferably performed using a base such as pyridine or pyrazine.
  • the total amount of the compounds (Im) and (In) to be used is preferably 2 times mol or more, and 4 times mol to 5 times mol, relative to the compound (Il) More preferable.
  • the amount of the base to be used is preferably 1-fold mol or more, more preferably 4-fold mol to 5-fold mol, relative to compound (Il).
  • the reaction temperature is preferably 120 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is 6 hours to 36 hours Is preferred.
  • the reaction temperature is preferably 130 ° C.
  • reaction time is preferably 5 hours to 8 hours.
  • the reaction may be performed while removing by-produced water, for example, by azeotropic dehydration or the like. At this time, a solvent may be appropriately added during the reaction.
  • post treatments may be carried out as necessary by a known method to take out the general formulas (IA) and (IB). That is, if necessary, the target substance may be separated by the same method as in the case of the above compound (Ik), and by adjusting the reaction conditions, the production rate of the target substance is improved. It is also good.
  • the compound (Ig), the compound (Ii), the compound (Ik), the compound (Il), the compound (IA), the compound (IB) and the like are, for example, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, mass spectrometry (MS)
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • MS mass spectrometry
  • IR infrared spectroscopy
  • Compound 2 The compound according to the present embodiment is represented by the following general formula (IIA) or (IIB) (hereinafter, these compounds may be collectively referred to as compound (II)).
  • Compound (II) is a novel fluorescent compound and has a high absorption coefficient to long-wavelength light, so that such light can be sufficiently absorbed.
  • a compound represented by the following general formula (IIA) is a syn isomer
  • a compound represented by the following general formula (IIB) is an anti isomer.
  • Z is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a group represented by the following general formula (z) -1 or (z) -2)
  • the plurality of Z may be the same as or different from each other, provided that at least one Z is an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or the following general formula (z) -1 or (z)
  • Ar 11 and Ar 12 each independently represent a group represented by the following general formula (II) -11, (II) -12 or (II) -13;
  • the bond denoted by is formed on the carbon atom denoted * of the group, and the bond denoted by ** is formed at the carbon atom denoted ** on the group.
  • R 101 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, two R 101 may be the same as or different from each other;
  • R 102 represents a hydrogen atom or an alkyl group;
  • R 11 and R 12 And R 13 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 11 , R 12 and R 13 may be the same as or different from each other;
  • n 11 is an integer of 0 to 2
  • n 12 And n 13 are each independently 1 or 2
  • a plurality of n 11 , n 12 and n 13 may be the same as or different from each other
  • Z is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (z) -1 or (z) -2.
  • at least one Z is an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group or a group represented by the general formula (z) -1 or (z) -2, and all of them are hydrogen atoms Or an alkyl group.
  • the compound (II) has a sufficiently long wavelength by having an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (z) -1 or (z) -2. It can absorb light.
  • R 101 is a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and two R 101 may be the same as or different from each other. That is, the group represented by general formula (z) -1 is an amino group, a monoalkylamino group, a dialkylamino group, a monoarylamino group, a diarylamino group or an alkylarylamino group.
  • the alkyl group in R 101 may be linear, branched or cyclic, and when cyclic, the alkyl group may be monocyclic or polycyclic.
  • the alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • the linear or branched alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl group is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group or an n-butyl group, Isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, n-heptyl group, 2-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 2,2-dimethylpentyl group, 2,3-dimethylpentyl group, 2,4-Dimethylpentyl group, 3,3-dimethylpentyl group, 3-
  • the cyclic alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10, and the alkyl group is preferably a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group. And cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group, norbornyl group, isobornyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group and tricyclodecyl group.
  • the aryl group in R 101 may be either monocyclic or polycyclic, and preferably has 6 to 12 carbon atoms, and is preferably phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, o-tolyl, m- Examples thereof include tolyl group, p-tolyl group and xylyl group (dimethylphenyl group).
  • one or more hydrogen atoms of these aryl groups may be substituted with an alkyl group.
  • said alkyl group by which a hydrogen atom is substituted the thing similar to the said alkyl group in R 101 can be illustrated.
  • the aryl group in R 101 is preferably monocyclic, and more preferably a phenyl group.
  • R 101 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
  • R 102 is a hydrogen atom or an alkyl group. That is, the group represented by General Formula (z) -2 is a hydroxyl group or an alkoxy group. Examples of the alkyl group in R 102, can be exemplified the same ones as the alkyl group in R 101, may be the same as the alkyl group in R 101 in the same molecule, it may be different. R 102 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the alkyl group for Z may be linear, branched or cyclic, and when cyclic, the alkyl group may be either monocyclic or polycyclic.
  • the alkyl group in Z preferably has 1 to 22 carbon atoms, and more preferably 6 to 18 carbon atoms in terms of further improving the solubility in the solvent described later.
  • the linear or branched alkyl group for Z preferably has 1 to 22 carbon atoms, and examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group.
  • the cyclic alkyl group for Z preferably has 3 to 22 carbon atoms, and the alkyl group is preferably a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclononyl group.
  • Cyclodecyl group, norbornyl group, isobornyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, tricyclodecyl group, and one or more hydrogen atoms of these cyclic alkyl groups may be linear or branched.
  • cyclic or cyclic alkyl group Those substituted with a cyclic or cyclic alkyl group can be exemplified.
  • the linear, branched or cyclic alkyl group for substituting a hydrogen atom the above-mentioned examples of the alkyl group in Z can be mentioned.
  • the cyclic alkyl group more preferably has 6 to 18 carbon atoms.
  • compound (II) When compound (II) has an alkyl group as Z, compound (II) can be converted to a solvent by selecting an appropriate solvent, as in the case where R 11 , R 12 or R 13 described later is an alkyl group.
  • the solubility of is improved.
  • a photovoltaic device having a large amount of power generation can be more easily obtained as a photovoltaic device described later.
  • a solar power generation apparatus with a sufficiently large amount of power generation can be obtained.
  • the alkynyl group in Z may be linear, branched or cyclic, and in the alkyl group having 2 or more carbon atoms in Z, any one single bond (CC) between carbon atoms Can be exemplified by those substituted with a triple bond (C ⁇ C).
  • Preferred examples of the alkenyl group include ethynyl group (-C ⁇ CH), propargyl group (-CH 2 -C ⁇ CH) and the like.
  • Plural (20) Z's may be the same or different. That is, all Z may be the same, all different, or only some of them may be different. However, the case where all Z is a hydrogen atom or an alkyl group is excluded.
  • each of the four benzene ring skeletons to which Z and an oxygen atom are bonded is, as Z, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkylcarbonylamino group, or a general formula (z) It is preferable to have one or more groups represented by -1 or (z) -2.
  • Compounds (II) in which a group other than a hydrogen atom as Z is bonded to the carbon atom at position 5 of the skeleton and all hydrogen atoms as Z are bonded to the other carbon atoms are groups other than the above hydrogen atoms Even if they are identical they are distinguished as stereoisomers.
  • a stereoisomer is not limited to these.
  • Ar 11 and Ar 12 are each independently a group represented by the general formula (II) -11, (II) -12 or (II) -13. Since Ar 11 and Ar 12 are groups represented by general formula (II) -11, (II) -12 or (II) -13, the compound (II) has a long absorption peak wavelength of light and Become. In addition, the fluorescence quantum yield is increased.
  • R 11 , R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • alkyl group for R 11 , R 12 and R 13 include the same as the alkyl group for Z, which may be the same as or different from the alkyl group for Z in the same molecule.
  • R 11 , R 12 and R 13 may be the same or different.
  • a plurality of (“2n 11 +4”) R 11 s may be the same as or different from each other.
  • R 11 , R 12 or R 13 is an alkyl group
  • the position and number of the alkyl group in compound (II) are not particularly limited.
  • R 11 , R 12 and R 13 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and more preferably each independently is a hydrogen atom or an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms .
  • the solubility in the solvent is improved by selecting a suitable solvent.
  • a photovoltaic device having a large amount of power generation can be more easily obtained as a photovoltaic device described later.
  • a compound (II) having no alkyl group at all is used as R 11 , R 12 or R 13 , a photovoltaic power generator with a sufficiently large amount of power generation can be obtained.
  • n 11 is an integer of 0 to 2
  • n 12 and n 13 are each independently 1 or 2.
  • n 11 is 2 in the general formula (II) -11
  • the group represented by the general formula (II) -11 is a group having a structure in which three benzene rings are fused.
  • n 11 is 0, the group represented by the general formula (II) -11 is a group having one benzene ring skeleton.
  • n 11 , n 12 and n 13 may be the same or different.
  • Ar 11 and Ar 12 when Ar 11 and Ar 12 is a group both represented by the general formula (II) -11 is a n 11 at Ar 11, n in Ar 12 11 may be the same as or different from each other.
  • the compound (II) tends to have a longer light absorption peak wavelength as the n 11 , n 12 or n 13 is larger.
  • n 11 , n 12 or n 13 in Ar 11 and Ar 12 is preferably identical to each other in that compound (II) is more easily produced by the production method described later.
  • the peak wavelength of absorbable light is preferably 640 nm or more, and the peak wavelength of absorbable light may be 700 nm or more by selecting the structure appropriately, and the light absorption The wavelength is sufficiently long.
  • the peak wavelength of absorbable light of compound (II) can also be determined by quantum chemistry calculation.
  • general-purpose quantum chemical calculation software can be used, and as such an example, Gaussian 09 (made by Gaussian) can be exemplified, and according to the level B3LYP / 6-31G of non-empirical molecular orbital calculation method, light The peak wavelength is determined.
  • Examples of the compound (II) include compounds represented by the following formulas (3A) -1 to (3A) -6 and (3B) -1 to (3B) -6.
  • the compound (II) can sufficiently absorb light of a long wavelength, and by using it as a phosphor in a solar power generation device described later, such a solar power generation device is excellent in the power generation amount.
  • Compound (II) can be produced, for example, by a production method having a step of producing compound (IIb) and a step of producing compound (II).
  • a compound represented by the following general formula (IIe) hereinafter abbreviated as “compound (IIe)”
  • a compound represented by the following general formula (IId) hereinafter “the The compound represented by the following general formula (IId) is reacted with a compound represented by the following general formula (IIc) (hereinafter abbreviated as “the compound (IIc)”) to obtain a compound represented by the following general formula (IIAb) and / or
  • a compound represented by (IIBb) hereinafter, these compounds are collectively referred to as “compound (IIb)”
  • compound (IIb) hereinafter, these compounds are collectively referred to as “compound (IIb)”.
  • compound (II) is reacted with compound (IIb) and a compound represented by the following general formula (IIa) (hereinafter abbreviated as “compound (IIa)”) to give compound (II)
  • compound (IIa) a compound represented by the following general formula (IIa)
  • compound (IIa) It is a manufacturing method which has a process to obtain (it abbreviates as a “compound (II) manufacturing process” hereafter).
  • the manufacturing method mentioned here is an example, and the manufacturing method of compound (II) is not limited to this.
  • the following reaction formula shows an example in which the compounds represented by the general formulas (IIAb) and (IIBb) are both produced as the compound (IIb), but only one of them is produced as described above. Sometimes.
  • the other And the bond of Ar 12 is a bond denoted by ** in the general formulas (IIA) and (IIB).
  • the compounds (IIc) and (IId) may be the same as or different from each other, and may be appropriately selected depending on the structure of the compound (II) that is the target.
  • X is a halogen atom, preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and a plurality (4) of Xs may be the same or different, but they are all the same Is preferred.
  • the reaction is preferably carried out using a solvent.
  • the solvent can be arbitrarily selected from solvents that do not interfere with the reaction, taking into consideration the solubility of the compound serving as the raw material, the reaction conditions, and the like, and specific examples of the solvent include aromatic compounds such as toluene and phenol.
  • an organic acid such as propionic acid may be used.
  • the reaction is preferably performed using a base such as pyridine or pyrazine.
  • the total amount of compounds (IIc) and (IId) used is preferably 2 times mol or more, 4 times mol to 5 times mol, relative to compound (IIe) More preferable.
  • the amount of the base used is preferably 1-fold mol or more, more preferably 4-fold mol to 5-fold mol, relative to compound (IIe).
  • the reaction temperature is preferably 120 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is 6 hours to 36 hours Is preferred.
  • the reaction temperature is preferably 130 ° C. to 150 ° C.
  • the reaction time is preferably 5 hours to 8 hours.
  • the reaction may be performed while removing by-produced water, for example, by azeotropic dehydration or the like. At this time, a solvent may be appropriately added during the reaction.
  • post treatment may be carried out as necessary by a known method to take out the compound (IIb). That is, as necessary, post-treatment operations such as filtration, washing, extraction, pH adjustment, dehydration, concentration, etc. are performed singly or in combination of two or more kinds, and concentration, crystallization, reprecipitation, column chromatography
  • the compound (IIb) may be taken out by the like. Further, the compound (IIb) taken out may be further optionally treated with operations such as crystallization, reprecipitation, column chromatography, extraction, stirring / washing of crystals with a solvent alone or in combination of two or more. It may be purified by performing it more than once.
  • post treatment may be carried out as necessary, and then the compound (II) production step may be carried out without taking out the compound (IIb).
  • the compounds (IIa) and (IIb) are reacted.
  • Z is the same as Z in the general formulas (IIA) and (IIB).
  • the step of producing compound (IIb) can be omitted by using this.
  • the reaction is preferably carried out using a solvent.
  • the solvent can be optionally selected from solvents that do not interfere with the reaction, taking into consideration the solubility of the raw material compound and the reaction conditions, etc. Specific solvents include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N And amide compounds such as N-dimethylacetamide.
  • the reaction is preferably carried out using a base such as potassium carbonate or sodium carbonate.
  • the amount of compound (IIa) to be used is preferably 4 times mol or more, more preferably 4 times mol to 8 times mol, relative to compound (IIb).
  • the amount of the base used is preferably 1-fold mol or more, more preferably 1-fold mol to 6-fold mol, relative to compound (IIa).
  • the reaction temperature of the above reaction in the compound (II) production process is preferably 130 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is preferably 18 hours to 36 hours.
  • one compound (II) is formed from one compound (IIb).
  • a plurality of types of compounds are used as the compound (IIa)
  • a plurality of types of compounds (II) are produced even from one type of compound (Ib).
  • multiple compounds (II) are formed when multiple compounds (IIb) (a mixture of compounds (IIb)) are used.
  • the target substance can be separated by the same method as in the case of compound (IIb) above.
  • the reaction rate may be adjusted to improve the production rate of the desired product.
  • the compound (II) after completion of the reaction, the compound (II) may be taken out in the same manner as in the compound (IIb) production process, and the taken out compound (II) may be further purified.
  • compound (II), compound (IIb) and the like can be confirmed by known methods such as nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, mass spectrometry (MS), infrared spectroscopy (IR) and the like.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • MS mass spectrometry
  • IR infrared spectroscopy
  • the solar cell module according to the present invention uses the compound (I) or the compound (II).
  • the compound (I) or the compound (II) absorbs sunlight, and the emitted light from the compound (I) or compound (II) is collected and introduced into a solar cell element It can be illustrated.
  • a solar cell module has a light incident surface and a light guide having a light emitting surface smaller than the light incident surface, and a solar battery that receives light emitted from the light emitting surface and generates power.
  • One having an element can be exemplified.
  • the light guide further includes a compound (I), and radiation from the compound (I) or the compound (II) is generated when the incident light from the light incident surface is absorbed by the compound (I) or the compound (II) Let light be the emitted light.
  • the solar cell module according to the present embodiment is excellent in the amount of power generation by using the compound (I) or the compound (II).
  • the solar cell module according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each component is appropriately changed in order to make each component have a recognizable size.
  • FIG. 1 is a figure which shows typically schematic structure of one Embodiment of the solar cell module which concerns on this embodiment, and FIG. 2 is sectional drawing of this solar cell module.
  • the solar cell module 1 shown in FIG. 1 includes a rectangular plate-like light collector 2, a solar cell element 3, a reflector (reflector) 4, and a frame 5.
  • the light collector 2 is disposed to face the sun S.
  • the solar cell element 3 is provided on the end face of the light collector 2.
  • the reflecting plate 4 is provided on the back side of the light collecting plate 2.
  • the light collector 2 is a light guide for introducing the emitted light to the solar cell element 3.
  • the solar cell element 3 receives the light emitted from the first end face 2 c of the light collector 2.
  • the frame 5 integrally holds the light collector 2 and the solar cell element 3.
  • the light collector 2 includes a main surface 2a, a back surface 2b, the first end surface 2c, and other end surfaces as shown in FIGS.
  • the main surface 2a is a light incident surface.
  • the back surface 2b is located opposite to the main surface 2a.
  • the first end face 2c is a light emitting surface.
  • the reflection layer 6 is provided on the end face other than the first end face 2c.
  • the first end face 2c has a smaller area than the main surface 2a.
  • the light collector 2 is one in which a fluorescent material 8 is dispersed in a transparent substrate 7.
  • the transparent substrate 7 is made of an acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), an organic material having high transparency such as polycarbonate, or an inorganic material having high transparency such as glass.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • organic material having high transparency such as polycarbonate
  • inorganic material having high transparency such as glass.
  • the transparent substrate 7 can be exemplified by one having a transmittance of preferably 90% or more, more preferably 93% or more to light in a wavelength range of 360 nm to 800 nm so that external light can be effectively taken.
  • substrate which consists of acrylic resins, such as PMMA, a silicon resin board
  • the compound (I) or the compound (II) is used as the phosphor 8.
  • the phosphors 8 are substantially uniformly dispersed in the transparent substrate 7.
  • the compound (I) and the compound (II) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the phosphor 8 in addition to the compound (I) and the compound (II), other known phosphors may be used in combination.
  • fluorescent substances other than compound (I) and compound (II) the optical functional material which absorbs an ultraviolet light or visible light, light-emits visible light or infrared light, and can emit it can be illustrated.
  • visible light is light in a wavelength range of 380 nm to 750 nm
  • ultraviolet light is light in a wavelength range of less than 380 nm
  • infrared light is light in a wavelength range of greater than 750 nm.
  • the phosphor other than the compound (I) and the compound (II) may be either an inorganic phosphor or an organic phosphor.
  • organic fluorescent substance coumarin dyes, perylene dyes, phthalocyanine dyes, stilbene dyes, cyanine dyes, polyphenylene dyes, xanthene dyes, pyridine dyes, oxazine dyes, chrysene dyes, thioflavin dyes , Pyrene dyes, anthracene dyes, acridone dyes, acridine dyes, fluorene dyes, terphenyl dyes, ethene dyes, butadiene dyes, hexatriene dyes, oxazole dyes, diphenylmethane dyes, triphenylmethane
  • dyes include dyes based on dyes, thiazole dyes, thiazine dyes, naphthalimide dyes and anthr
  • GdBO 3 Eu, Gd 2 O 3 : Eu, Gd 2 O 2 S: Eu, Gd 3 Al 5 O 12 : Eu, Gd 3 Ga 5 O 12 : Eu, GdVO 4 : Eu, Gd 3 Ga 5 O 12 : Ce, Cr, Y 2 O 3 : Eu, Y 2 O 2 S: Eu, La 2 O 3 : Eu, La 2 O 2 S: Eu, InBO 3 : Eu, (Y, In ) Red emitting phosphors such as BO 3 : Eu; Gd 2 O 3 : Tb, Gd 2 O 2 S: Tb, Gd 2 O 2 S: Pr, Gd 3 Al 5 O 12 : Tb, Gd 3 Ga 5 O 12 : Tb, Y 2 O 3 : Tb, Y 2 O 2 S: Tb, Y 2 O 2 S: Tb, Dy, La 2 O 2 S: Tb, ZnS: Cu, ZnS: Cu, Au, Zn 2 SiO 4
  • the phosphors other than the compound (I) and the compound (II) may be used alone or in combination of two or more.
  • the compound (I) and the compound (II) can be used as one or more of the plural kinds of phosphors 8 to be used in combination, and which one is the compound (I) and the compound (II) is arbitrary Can be selected.
  • the Forster mechanism is one in which excitation energy is directly transferred by electron resonance between two adjacent phosphors without the process of light generation and absorption.
  • the energy transfer between the phosphors by the Forster mechanism is performed without the process of light generation and absorption, so under optimum conditions, the energy transfer efficiency can be almost 100%, and the energy loss is small. Therefore, it contributes to the improvement of the power generation efficiency of a solar cell module.
  • the density of the fluorescent substance 8 used in combination in the transparent base material 7 may be increased.
  • the ratio of compound (I) or compound (II) to the total amount of phosphors 8 in the transparent substrate 7 is increased because the light collection efficiency to the solar cell element 3 is enhanced and the power generation amount of the solar cell module 1 is further increased. Is preferably 5% by mass or more.
  • the ratio of the compound (I) or the compound (II) to the total amount of the fluorescent substance 8 in the transparent substrate 7 is the number of other fluorescent substances used in combination with the compound (I) or the compound (II) or the light absorption peak wavelength It is preferable to adjust appropriately according to the like.
  • the light collector 2 in which the phosphors 8 are dispersed in the transparent substrate 7 is obtained, for example, by the following method.
  • the resin composition containing the raw material monomer which comprises the transparent base material 7, and the fluorescent substance 8 is prepared, and this resin composition is hardened in the state to which the fluorescent substance 8 was disperse
  • the curing method of the resin composition may be selected according to the type of the raw material monomer.
  • the content of the phosphor 8 is preferably 0.001% by mass to 0.04% by mass with respect to the transparent substrate 7.
  • the main surface 2a and the back surface 2b of the light collector 2 are parallel and flat surfaces. All the end faces of the light collector 2 other than the first end face 2 c reflect light traveling from the inside of the light collector 2 to the outside (light emitted from the phosphor 8) toward the inside of the light collector 2
  • the reflective layer 6 is provided in direct contact with or without the air layer.
  • the reflective layer 6 examples include a reflective layer made of a film of a metal such as silver and aluminum; and a reflective layer made of a dielectric multilayer film such as an ESR (Enhanced Specular Reflector) reflective film (manufactured by 3M).
  • the reflection layer may be a specular reflection layer that specularly reflects incident light, or may be a scattering reflection layer that scatters and reflects incident light.
  • a scattering / reflecting layer is used for the reflecting layer, the amount of light directed directly to the direction of the solar cell element 3 increases, so the light collection efficiency to the solar cell element 3 is increased, and the power generation amount of the solar cell module 1 is more Increase.
  • the reflected light since the reflected light is scattered, the change in the amount of power generation due to time or season is averaged.
  • a scattering reflection layer what consists of micro-foamed PET (polyethylene terephthalate) (made by Furukawa Electric Co., Ltd.) etc. can be illustrated.
  • the reflecting plate 4 can be the same as the reflecting layer 6 except that the shape is different.
  • part of the incident light L1 incident on the light collector 2 is reflected light L1 with respect to the normal to the major surface 2a of the light collector 2. It can also be reflected as a reflected light in a predetermined direction on the incident light path side of (sunlight L).
  • the reflecting plate 4 which reflects a part of the incident light L1 as the reflected light in the predetermined direction
  • a retroreflecting plate and an off-axis reflecting plate can be exemplified.
  • the retroreflecting plate one having a prism layer (corner cube array) having a large number of prism shapes in which three planes are formed via an air layer on the surface of a substrate made of resin can be exemplified.
  • Commercial products of the retroreflector include high intensity grade HIP high brightness reflective sheet, diamond grade DG ultra high brightness reflective sheet (manufactured by 3M Co., Ltd.), prism type ultra high brightness retroreflective sheet (Nihon Carbide Industries Co., Ltd.) And the like can be exemplified.
  • retroreflector one having a configuration in which incident light is refracted by glass beads, reflected by the reflection layer on the back side, and returned to the incident direction again can be exemplified, and as a commercial product, an engineer A grade EGP ordinary reflection sheet (made by 3M), an enclosed lens type retroreflective sheet, a capsule lens type retroreflective sheet (above, manufactured by Nippon Carbide Industries Co., Ltd.), etc. can be exemplified.
  • a prism shape is given to one surface of a substrate such as an acrylic plate, a reflective material such as aluminum or silver is vapor-deposited on the prism surface to form a reflecting surface, And those coated with a transparent protective layer.
  • the high refractive index layer and the low refractive index layer are alternately laminated for each quarter wavelength optical film thickness to form a dielectric multilayer film, and this multilayer film is sliced at a predetermined angle (cut out And the dielectric multilayer film obtained. It can be exemplified that reflective plate-like particles are aligned in a predetermined direction in a transparent substrate.
  • the light receiving surface of the solar cell element 3 be disposed to face the first end face 2c of the light collector 2 and be optically bonded to the first end face 2c.
  • the solar cell element 3 may be a known one, and examples thereof include silicon solar cells, compound solar cells, quantum dot solar cells, organic solar cells and the like.
  • the solar cell element 3 is preferably a compound solar cell or a quantum dot solar cell using a compound semiconductor because power can be generated with higher efficiency.
  • the compound-based solar cell InGaP, GaAs, InGaAs, AlGaAs , Cu (In, Ga) Se 2, Cu (In, Ga) (Se, S) 2, CuInS 2, CdTe, those with CdS or the like It can be illustrated.
  • As said quantum dot solar cell what used Si, InGaAs, etc. can be illustrated.
  • other types of solar cells such as silicon solar cells and organic solar cells may be preferable depending on the price and application.
  • the solar cell element 3 was installed in the several end surface of the light-condensing plate 2. It is also good. In the case where the solar cell element 3 is installed on an end face (one side, 2 sides or 3 sides) of a part of the light collector 2, the reflective layer 6 may be installed on the end face where the solar cell element 3 is not installed. preferable.
  • the frame 5 faces the main surface 2 a of the light collector 2 to the outside, holds the four circumferences of the light collector 2 in that state, and also holds the solar cell element 3 together with the light collector 2 .
  • the frame 5 may be a frame of aluminum or the like.
  • a transparent member such as glass may be fitted in the opening 5a that exposes the main surface 2a of the light collector 2 to the outside.
  • the main surface 2a facing the outside from the frame 5 is a light incident surface
  • the first end face 2c of the light collector 2 is a light emitting surface.
  • a part of the external light (sunlight) incident from the main surface 2a is transmitted through the back surface 2b and incident on the reflecting plate 4.
  • the solar cell module 1 is installed with the main surface 2a of the light collector 2 facing the sun S, as shown in FIGS. Then, the solar cell module 1 receives a part of the light (sunlight L) from the sun S as the incident light L1 on the main surface 2a of the light collector 2 and the incident light L1 is incident on the phosphor 8 in the light collector 2. The light is absorbed and the phosphor 8 emits light. The emitted light from the phosphor 8 generated at this time propagates in the transparent base 7 of the light collector 2, is emitted from the first end face 2 c, and is introduced into the solar cell element 3. Thus, the solar cell element 3 generates power by receiving the emitted light.
  • the phosphor 8 is dispersed in the transparent base material 7.
  • the light collector is not limited to such a configuration.
  • FIG. 3A or 3B It may be of the configuration shown in FIG.
  • the light collector shown in FIG. 3A is obtained by applying a paint in which a phosphor (not shown) is dispersed on the surface of a plate-like transparent substrate 7 to form a phosphor layer 26.
  • the transparent substrate 7 may be an acrylic plate or the like.
  • the paint contains a phosphor and a transparent resin for dispersing the same. That is, the transparent resin in this paint serves as a transparent base material to disperse the phosphor uniformly.
  • the light collector shown in FIG. 3B has a transparent protective layer (transparent layer) 27 further provided on the surface of the phosphor layer 26 (surface opposite to the transparent substrate 7).
  • a transparent protective layer 27 As a material of the transparent protective layer 27, various transparent resins can be exemplified.
  • the transparent protective layer 27 can be formed by laminating a transparent resin film made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polyvinylidene chloride, polyamide or the like on the phosphor layer 26.
  • the transparent protective layer 27 may be a cellulose derivative such as cellulose acetate, ethyl cellulose, cellulose acetate butyrate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polycarbonate, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, polyvinyl formal, It can also be formed by preparing a coating solution in which a transparent resin such as polyurethane is dissolved, coating it on the phosphor layer 26, and drying it.
  • a transparent resin such as polyurethane
  • the solar cell module 1 of the present embodiment is to be installed on a side wall surface formed of a flat surface of a building, by using a flat plate-like light collector 2 and a flat plate-like reflector (reflector) 4 as shown in FIG. 4A.
  • a solar cell module may adjust the whole shape.
  • a curved plate shape in which the whole is curved can be illustrated as shown in FIG. 4B corresponding to the wall surface of a building whose surface is curved.
  • the light collecting plate 2 it is preferable to use a paint in which a phosphor is dispersed on the surface of a transparent substrate as shown in FIGS. 3A and 3B to form a phosphor layer.
  • the transparent base material in a desired curved shape (curved plate shape)
  • a reflecting plate what formed the board
  • the reflecting plate in this case may be a curved plate or a flat plate as described above.
  • the solar cell module can also be installed on the roof, pillars, utility poles, etc. of a building.
  • the light collecting plate and the reflecting plate are formed like tiles or waves by the same method as the curved plate shown in FIG. 4B, and the entire solar cell module is It may be formed in the like.
  • a solar cell module when installing in pillars, such as a telephone pole, may be the following structures.
  • the solar cell module includes a hollow cylindrical (cylindrical) light collector 2 as shown in FIG. 4C, a hollow cylindrical (cylindrical) reflector 4 disposed on the inner peripheral surface side, and the light collector 2
  • a hollow cylindrical (cylindrical) or ring-shaped solar cell element 3 disposed on the end face is provided.
  • the solar cell module is entirely hollow cylindrical (cylindrical). It is preferable to install this solar cell module by extrapolation to a pillar.
  • the cylindrical condensing members 2e may be arranged in a plane to be installed as a plate-like body, that is, the condensing plate 2 in appearance.
  • the solar cell element 3 is disposed on one end surface (end portion) of the light collecting member 2e.
  • the light collecting members 2e can be flexibly connected to each other, so that they can be freely changed in shape and installed on a curved surface or the like that is not a flat surface.
  • by forming into a shape like a bush it is possible to perform expansion and concentration when necessary, and adjustment such as winding and storing when not necessary.
  • a light collector 28 having a prism shape as shown in FIG. 5A may be used.
  • the light collecting plate 28 has a prism surface 29 opposed to the major surface 28 a which is a light incident surface.
  • the prism surface 29 is formed with a large number of slope surfaces 29a which are inclined toward one end surface.
  • the light collecting plate 28 is configured to be emitted to the solar cell element 3 disposed on one end face side as shown in FIG. 5A by refracting the incident light L1 at the slope surface 29a.
  • radiation light from the fluorescent body 8 propagating similarly to such light L1 is also emitted to the solar cell element 3 in the same manner.
  • a wedge-shaped collector having a prism surface 29 and formed to be gradually thinner as it goes away from the solar cell element 3 A light plate 30 may be used.
  • the number of times of total reflection of the incident light L1 and the emitted light from the fluorescent body 8 is reduced in the light collector 30 and the light is generated by refraction at the slope surface 29a. Loss of light is reduced. Therefore, the light extraction efficiency is increased.
  • a tandem structure in which the light collector 2 and a shape light collector 28 (30) having a prism shape are laminated can be exemplified.
  • the shape light collector 28 (30) having a prism shape may or may not contain the compound (I) or the compound (II).
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a solar power generation apparatus according to the present embodiment.
  • the solar power generation device 1000 shown here includes a solar cell module 1001, an inverter (DC / AC converter) 1004, and a storage battery 1005.
  • the solar cell module 1001 converts the energy of sunlight from the sun S into electric power.
  • the inverter 1004 converts DC power output from the solar cell module 1001 into AC power.
  • Storage battery 1005 stores DC power output from solar cell module 1001.
  • the solar cell module 1001 is a solar cell module according to the present embodiment.
  • the solar cell module 1001 includes a light collecting member (light collecting plate) 1002 for collecting sunlight, and a solar cell element 1003 for generating electric power by the sunlight collected by the light collecting member 1002.
  • the solar power generation apparatus 1000 supplies power to the external electronic device 1006.
  • the electronic device 1006 is supplied with power from the auxiliary power source 1007 as needed. Since the solar power generation device 1000 having such a configuration includes the solar cell module according to the present embodiment described above, the amount of power generation is excellent.
  • Example 1 (Step of producing compound (Ib)) According to the following procedure, compounds represented by the following formulas (1A) -101 and (1B) -101 (hereinafter, “compound (1A) -101” and “compound (1B) -101” as compounds (I)) Manufactured).
  • Compound (1A) -101 and (1B) -101, out of R 1, 4 or bound to carbon atoms at the 4-position of the benzene ring skeleton is dodecyl group, others are all hydrogen atom, R 11 Are all hydrogen atoms, and n 11 is 1 is a compound (1).
  • the same thing is used here.
  • the amount of compound (1) -101c and pyrazine used is 4 times the molar amount of compound (1) -101e, respectively.
  • the total amount of toluene and phenol used is 40 times by mass that of the compound (1) -101e.
  • the temperature of the reaction solution after mixing is raised, a by-product water is azeotropically dehydrated with toluene, phenol is added, and the reaction is performed at 145 ° C. for 24 hours. Then, after the reaction solution is cooled to room temperature (25 ° C.), methanol is added to precipitate crystals, which are filtered and washed with a 10% by mass aqueous sodium hydroxide solution.
  • Compound (1A) -101 has an absorption peak wavelength of 680 nm and can absorb long wavelength light.
  • the peak wavelength of absorbable light is a value determined by B3LYP / 6-31G (d) using Gaussian 09 (manufactured by Gaussian). The same applies to the following embodiments.
  • Example 2 Compound (I) was obtained by the same method as in Example 1 except that compounds represented by the following formulas (1) to 102 c were used instead of compounds (1) to 101 c as compounds (Ic) and (Id).
  • the compounds of the following formulas (1A) -102 and (1B) -102 (hereinafter abbreviated as “compound (1A) -102” and “compound (1B) -102”) are produced as The compound (Ib) is produced via the compounds represented by the following formulas (1A) -102b and (1B) -102b.
  • Compound (1A) -102 and (1B) -102, out of R 1, 4 or bound to carbon atoms at the 4-position of the benzene ring skeleton is dodecyl group, others are all hydrogen atom, R 11 Are all hydrogen atoms, and n 11 is 2 is a compound (1).
  • Compound (1A) -102 can absorb light having a peak wavelength of 770 nm.
  • Example 3 Compound (I) was obtained by the same method as in Example 1 except that compounds represented by the following formulas (1) to 201 c were used instead of compounds (1) to 101 c as compounds (Ic) and (Id).
  • Compounds represented by the following formulas (1A) -201, (1B) -201, and (1A) -301 (hereinafter, “compound (1A) -201”, “compound (1B) -201”, “compound (1A) -301 "is manufactured.
  • the compound (Ib) is produced via the compounds represented by the following formulas (1A) -201b, (1B) -201b and (1A) -301b.
  • Compound (1A) -201 and (1B) -201 out of R 1, 4 or bound to carbon atoms at the 4-position of the benzene ring skeleton is dodecyl group, others are all hydrogen atom, R 12 Are all hydrogen atoms, and n 12 is 1 (1).
  • compound (1A) -301 four of R 1 bonded to the 4-position carbon atom of the benzene ring skeleton are dodecyl groups, and all the others are hydrogen atoms, and all R 13 are hydrogen atoms And the compound (1), wherein n 13 is 1.
  • Compound (1A) -201 can absorb light with a peak wavelength of 695 nm.
  • compound (1A) -301 can absorb light having a peak wavelength of 675 nm.
  • Example 4 Compound (I) was obtained by the same method as in Example 1 except that compounds represented by the following formulas (1) to 202 c were used instead of compounds (1) to 101 c as compounds (Ic) and (Id).
  • Compounds represented by the following formulas (1A) -202, (1B) -202 and (1A) -302 (hereinafter referred to as “compound (1A) -202”, “compound (1B) -202”, “compound (A) -302 "is manufactured.
  • the compound (Ib) is produced via the compounds represented by the following formulas (1A) -202b, (1B) -202b and (1A) -302b.
  • Compound (1A) -202 and (1B) -202, out of R 1, 4 or bound to carbon atoms at the 4-position of the benzene ring skeleton is dodecyl group, others are all hydrogen atom, R 12 Are all hydrogen atoms and n 12 is 2 (1).
  • compound (1A) -302 four of R 1 bonded to the 4-position carbon atom of the benzene ring skeleton are dodecyl groups, and all the others are hydrogen atoms, and all R 13 are hydrogen atoms And the compound (1) wherein n 13 is 2.
  • Compound (1A) -202 can absorb light having a peak wavelength of 780 nm.
  • compound (1A) -302 can absorb light having a peak wavelength of 772 nm.
  • Example 5 Compound (I) was obtained by the same method as in Example 1 except that the compounds represented by the following formulas (1) to 102 c were used in combination in addition to compounds (1) to 101 c as compounds (Ic) and (Id).
  • the compounds represented by the following formulas (1A) -103 and (1B) -103 as I) (hereinafter abbreviated as “compound (1A) -103” and “compound (1B) -103”, respectively) are produced.
  • the compound (Ib) is produced via the compounds represented by the following formulas (1A) -103b and (1B) -103b.
  • Compound (1A) -103 can absorb light with a peak wavelength of 752 nm.
  • Example 6 Compound (I) was obtained by the same method as in Example 1 except that compounds represented by the following formulas (2) to 101 c were used instead of compounds (1) to 101 c as compounds (Ic) and (Id).
  • Compounds represented by the following formulas (2A) -101, (2B) -101 and (2A) -201 (hereinafter, “compound (2A) -101”, “compound (2B) -101”, “( 2A) -201 ”) are manufactured.
  • the compound (Ib) is produced via the compounds represented by the following formulas (2A) -101b, (2B) -101b and (2A) -201b.
  • Compound (2A) -101 and (2B) -101 out of R 1, 4 or bound to carbon atoms at the 4-position of the benzene ring skeleton is dodecyl group, others are all hydrogen atom, R 21 All are hydrogen atoms (2).
  • compound (2A) -201 four of R 1 bonded to the 4-position carbon atom of the benzene ring skeleton are dodecyl groups, and all the others are hydrogen atoms, and all R 22 are hydrogen atoms And the compound (2).
  • Compound (2A) -101 can absorb light having a peak wavelength of 768 nm.
  • compound (2B) -101 can absorb light having a peak wavelength of 660 nm.
  • reaction step 1 First, as reaction step 1, the reaction shown in reaction formula (1-11) was performed. Argon gas is introduced into a 1000 ml three-necked flask, 500 g (4.29 mol) of chlorosulfuric acid is charged, and 50 g (0.127 mol) of 3,4,9,10-perylene tetracarboxylic acid dianhydride is added over 20 minutes at room temperature. Was added. Then 8.5 g (0.024 mol) of iodine were added.
  • the temperature of the resulting reaction solution was raised to 70 ° C., and the reaction was stirred for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature and quenched by adding 2000 ml of ice water. The reaction liquid turned from dark brown to amber and crystals precipitated. The crystals were collected by filtration and washed three times with 1000 ml of water. The slurry was then washed three times with 500 ml of acetonitrile. The filtered crystals were dried. The wet weight of the obtained product was 102 g, the dry weight was 50.1 g, and the yield was 74.4%.
  • the chlorine content of the obtained crystals was measured by oxyfuel combustion ion chromatography.
  • the Cl 2 - content was 25.1% (theoretical 26.8%).
  • reaction process 2 The reaction shown in reaction formula (1-12) was carried out as reaction step 2 using the compound obtained by reaction step 1.
  • 20 g (37.7 mmol) of 1,6,7,12-tetrachloroperylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid dianhydride, 13.1 g (150.8 mmol) of n-pentylamine ) And 225 g of propionic acid were added.
  • the mixture was heated to 140 ° C. and allowed to react with stirring for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature to precipitate crystals.
  • the crystals were collected by filtration and slurry-washed with 400 ml of 10% aqueous sodium hydrogen carbonate solution. Then, after slurry washing with 200 ml of water, the crystals were collected by filtration and washed with methanol. The filtered crystals were dried. The wet weight of the obtained product was 25.1 g, the dry weight was 21.7 g, and the yield was 86.1%.
  • reaction process 3 The reaction shown in reaction formula (1-13) was carried out as reaction step 3 using the compound obtained by reaction step 2.
  • 24.8 g (0.18 mol) of potassium carbonate and 600 ml of N-methylpyrrolidone were added.
  • the mixture was heated to 140 ° C. and reacted with stirring for 24 hours.
  • the reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was taken out into 600 ml of 2N HCl to obtain a tar-like solid.
  • the tar was collected by filtration, the slurry was washed with 1000 ml of water, and the slurry was washed twice with 1000 ml of methanol, and then the tar was collected by filtration.
  • the wet weight of the obtained tar was 65 g.
  • the tar was dissolved in 300 ml of methylene chloride and filtered (clogged when column chromatography without filtration).
  • the main fraction was 23.0 g (tar-like).
  • reaction process 4 The reaction shown in reaction formula (1-14) was carried out as reaction step 4 using the compound obtained by reaction step 3.
  • 22 g (14 mmol) of N, N'-bis (n-pentyl) -1,6,7,12-tetrakis (4-dodecylphenoxy) perylene-3,4,9,10-tetracarboximide ), 98 g (1490 mmol) of 85% potassium hydroxide and 220 ml of 2-propanol were added.
  • the mixture was refluxed and reacted with stirring for 72 hours.
  • the reaction solution turned from reddish purple to green.
  • the reaction solution was cooled to room temperature and adjusted to pH 4 with 8% HCl.
  • the precipitated tar-like solid was collected by filtration.
  • the obtained tar was subjected to slurry washing twice with 500 ml of water.
  • the washed tar was then dispersed in 500 ml of methanol and the dispersed solid was collected by filtration.
  • the slurry was again washed with 500 ml of methanol and the solid was collected by filtration.
  • the filtered solid was dried at room temperature.
  • the wet weight of the obtained product was 18 g, the dry weight was 14 g, and the yield was 70%.
  • reaction step 5 The reaction shown in reaction formula (1-15) was carried out as reaction step 5 using the compound obtained by reaction step 4. 200 g three-necked flask 5 g (3.48 mmol) of 1,6,7,12-tetrakis (4-dodecylphenoxy) perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid dianhydride, 2,3-diaminonaphthalene 2.4 g (15.34 mmol), 1.2 g (15.34 mmol) of pyrazine, 50 g of phenol and 50 ml of toluene were added.
  • the temperature of the mixture was raised, and water by-produced in the system was removed out of the system by azeotropic dehydration with toluene.
  • 100 g of phenol was added at a distillation temperature of 100 ° C., and the temperature was raised to 145 ° C., and the reaction was stirred for 24 hours.
  • the reaction solution was cooled to room temperature and taken out into 1000 ml of methanol to precipitate crystals.
  • the crystals were collected by filtration, slurry-washed again with 1000 ml of methanol, and the crystals were collected by filtration.
  • the obtained crystals were dissolved in 200 ml of methylene chloride and filtered. There was almost no insoluble matter.
  • 4.4 g of the main fraction was dissolved in 100 ml of methylene chloride, 0.2 g of activated carbon was added, and the mixture was stirred and filtered.
  • the filtrate was concentrated, replaced with hexane and concentrated to dryness.
  • the resulting dried product was dispersed in methanol, the crystals were collected by filtration and dried at room temperature.
  • the wet weight of the obtained product was 8.0 g, the dry weight was 3.9 g, and the yield was 67.2%.
  • the absorption spectrum and the fluorescence spectrum of the obtained product are shown in FIG.
  • the relationship between the excitation light wavelength of the obtained product and the fluorescence quantum yield is shown in FIG.
  • the absorption peak wavelength ⁇ max was 642 nm.
  • the fluorescence peak wavelength was 681 nm, and the average fluorescence quantum yield was 0.63.
  • a compound represented by the following formula (3) -101e as a compound (IIe) (1,6,7,12-tetrachloroperylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid dianhydride; 3) -abbreviated as "-101e", and a compound represented by the following formula (3) -101c as compounds (IIc) and (IId) (1,2-diaminobenzene, hereinafter "compound (3) -101c” Mixed with propionic acid).
  • the amount of compound (3) -101c to be used is 4 moles with respect to compound (3) -101e.
  • the temperature of the reaction solution after mixing is raised and reacted at 140 ° C. for 6 hours.
  • compounds (3A) -101 and (3B) -101 are obtained as compound (II).
  • the reaction solution is cooled to room temperature (25 ° C.), and the precipitated crystals are filtered and washed, and then subjected to silica gel column chromatography to separate the fractions containing the compound (3A) -101 for the purpose of separation.
  • the product is separated, the obtained fraction is concentrated, and the obtained concentrate is dried under reduced pressure to give compound (3A) -101.
  • compound (3B) -101 is obtained by the same procedure.
  • the compound (3A) -101 has an absorption peak wavelength of 675 nm and can absorb long wavelength light.
  • the peak wavelength of absorbable light is a value determined by B3LYP / 6-31G using Gaussian 09 (manufactured by Gaussian). The same applies to the following embodiments.
  • Example 9 A compound represented by the following formula (3) -102a (3-aminophenol, hereinafter abbreviated as "compound (3) -102a”) is used as compound (IIa) in place of compound (3) -101a
  • compounds represented by the following formulas (3A) -102 and (3B) -102 as the compound (II) (hereinafter referred to as “compound (3A) -102”, Compound (3B) -102 "is produced.
  • the compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -101b and (3B) -101b.
  • the compound (3A) -102 can absorb light with a peak wavelength of 647 to 659 nm.
  • the peak wavelength has such a width because, as described above, having a relatively bulky group as Z causes relatively large steric hindrance of the benzene ring skeleton to which Z is bound, and this benzene ring
  • the skeleton is difficult to rotate about the bond between adjacent oxygen atoms, which is presumed to be due to the presence of one or more stereoisomers.
  • it is assumed that the compound whose peak wavelength has a width is also the same.
  • Example 10 A compound represented by the following formula (3) -103a (2-aminophenol, hereinafter abbreviated as "compound (3) -103a”) is used as compound (IIa) in place of compound (3) -101a
  • compounds represented by the following formulas (3A) -103 and (3B) -103 as the compound (II) (hereinafter referred to as “compound (3A) -103”, Compound (3B) -103 "is produced.
  • the compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -101b and (3B) -101b.
  • the compound (3A) -103 can absorb light with a peak wavelength of 687 to 722 nm.
  • Example 11 The compound (4-dimethylaminophenol, hereinafter abbreviated as “compound (3) -104a”) represented by the following formula (3) -104a is used as compound (IIa) in place of compound (3) -101a
  • the compound (II) is a compound represented by the following formulas (3A) -104 and (3B) -104 (hereinafter, “compound (3A) -104”, “Compound (3B) -104” is produced.
  • the compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -101b and (3B) -101b.
  • Compound (3A) -104 and (3B) -104, out of Z, 4 pieces attached to the carbon atom at the 4-position of the benzene ring skeleton is dimethylamino group, others are all hydrogen atom, R 11 Are all hydrogen atoms, and n 11 is 0.
  • Compound (3A) -104 can absorb light having a peak wavelength of 705 nm.
  • the compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -101b and (3B) -101b.
  • Compounds (3A) -105 and (3B) -105 are such that eight of Z, which are bonded to carbon atoms at positions 3 and 5 of the benzene ring skeleton, are amino groups, and all the others are hydrogen atoms, Compound (II) wherein all R 11 s are hydrogen atoms and n 11 s 0.
  • Compound (3A) -105 can absorb light having a peak wavelength of 656 nm.
  • the compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -101b and (3B) -101b.
  • Compounds (3A) -106 and (3B) -106 have eight amino groups of Z attached to carbon atoms at positions 2 and 3 of the benzene ring skeleton, and all other hydrogen atoms, Compound (II) wherein all R 11 s are hydrogen atoms and n 11 s 0.
  • Compound (3A) -106 can absorb light having a peak wavelength of 670 nm.
  • Example 14 A compound (3,4-dimethoxyphenol, hereinafter abbreviated as “compound (3) -107a”) represented by the following formula (3) -107a as compound (IIa) in place of compound (3) -101a: Compounds represented by the following formulas (3A) -107 and (3B) -107 as the compound (II) (hereinafter, “compound (3A) -107”, respectively) in the same manner as in Example 1 except for using , “Compound (3B) -107” is prepared. The compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -101b and (3B) -101b.
  • Compounds (3A) -107 and (3B) -107 are such that eight of Z's bonded to the 3- and 4-position carbon atoms of the benzene ring skeleton are methoxy groups, and all the others are hydrogen atoms, Compound (II) wherein all R 11 s are hydrogen atoms and n 11 s 0.
  • Compound (3A) -107 can absorb light having a peak wavelength of 656 nm.
  • Example 15 A compound represented by the following formula (3) -102c (2,3-diaminonaphthalene, hereinafter “compound (3) -102c”) as compound (IIc) and (IId) in place of compound (3) -101c
  • Compound (II) is a compound represented by the following formulas (3A) -108 and (3B) -108 (hereinafter referred to as “compound (3A) by the same method as in Example 1 except that abbreviated) is used.
  • the compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -102b and (3B) -102b.
  • Compound (3A) -108 can absorb light having a peak wavelength of 695 nm.
  • Example 16 In place of compound (3) -101a as compound (IIa), a compound represented by the following formula (3) -108a (2-amino-4-methoxyphenol, hereinafter abbreviated as "compound (3) -108a” In the same manner as in Example 1 except that compounds represented by the following formulas (3A) -109 and (3B) -109 as compounds (II) (hereinafter referred to as “compound (3A) — 109 ", abbreviated as” Compound (3B) -109 ". The compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -101b and (3B) -101b.
  • Compounds (3A) -109 and (3B) -109 are such that, among Z, four bonded to the 2-position carbon atom of the benzene ring skeleton are amino groups, and four are bonded to the 4-position carbon atom
  • the compound (II) is a compound (II) in which each is a methoxy group, the others are all hydrogen atoms, R 11 is all hydrogen atoms, and n 11 is 0.
  • Compound (3A) -109 can absorb light having a peak wavelength of 760 nm.
  • a compound represented by the following formula (3) -109a (4-methoxyphenol, hereinafter abbreviated as "compound (3) -109a" is used as compound (IIa) in place of compound (3) -101a
  • Compounds (II) represented by the following formulas (3A) -110 and (3B) -110 (hereinafter referred to as “compound (3A) -110”, Compound (3B) -110 "is produced.
  • the compound (IIb) is produced via the compounds represented by the following formulas (3A) -101b and (3B) -101b.
  • the compound (3A) -110 can absorb light with a peak wavelength of 651 nm.
  • Example 18 The compound (I) or the compound (II) of Examples 1 to 17 is separately used as the phosphor 8 to manufacture the solar cell module 1 shown in FIGS. 1 to 3B.
  • Example 19 The compound (I) of Examples 1 to 8 or the compound (II) of each of Examples 1 to 8 is separately used as the fluorescent substance 8, and further, other fluorescent substances other than the compound (I) and the compound (II) are also used in combination.
  • the solar cell module 1 shown in 3B is manufactured.
  • aspects of the present invention are applicable to solar cell modules and photovoltaic devices.
  • SYMBOLS 1 1001 ... solar cell module, 2, 28 30, 30, 1002 ... light collector (light guide), 2a, 28 a ... main surface (light incident surface) of light collector, 2 b ... collection First end face (light emitting surface) of light plate, 3, 1003 ⁇ solar cell element, 7 ⁇ ⁇ ⁇ transparent substrate, 8 ⁇ ⁇ ⁇ phosphor (compound (I)), 26 ⁇ ⁇ ⁇ phosphor layer, 1000 ⁇ Photovoltaic generator, L ⁇ ⁇ ⁇ Sunlight, L1 ⁇ ⁇ ⁇ Incident light

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Abstract

化合物は、下記一般式(IA0)又は(IB0)で表される。前記化合物は、太陽電池モジュールに用いられる前記太陽電池モジュールは、太陽光発電装置に用いられる。

Description

化合物、太陽電池モジュール及び太陽光発電装置
 本発明は、新規の化合物、前記化合物を用いた太陽電池モジュール、及び前記太陽電池モジュールを備えた太陽光発電装置に関する。
 本願は、2012年7月9日に、日本に出願された特願2012-153975号及び2012年8月13日に、日本に出願された特願2012-179567号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 導光体の一部に太陽電池素子を備え、導光体の内部を伝播した光を太陽電池素子に入射させて発電を行う太陽光発電装置として、特許文献1に記載の太陽光発電装置(太陽エネルギー回収窓)が知られている。
 この太陽光発電装置は、導光体の一主面から入射した太陽光の一部を導光体の内部に伝播させて、太陽電池素子に導くように構成されている。導光体は、蛍光体(蛍光物質)を含有している。この蛍光体は、導光体に入射した太陽光(入射光)を吸収して励起され、発光する。そして、このときの蛍光体からの放射光(蛍光)は導光体の内部を伝播し、太陽電池素子に入射することにより、発電が行われるようになっている。
 このような太陽光発電装置においては、発電量を決定する一つの要因として、蛍光体の発光能が挙げられる。そして、太陽光発電装置の発電量を増大させるためには、蛍光体として、十分に長波長の光を吸収可能なものを用いることが望まれ、蛍光体の選択が重要となる。
 蛍光体としては、これまでに種々のものが探索されてきており、例えば、非特許文献1及び2には、下記式(9)-1で表される化合物(以下、「化合物(9)-1」と略記する)が開示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 
特開平3-273686号公報
Michael G.Debije,et al., Appl.Opt.,50(2011)163 Heribert Quante,et.al., Chem.Mater.,1997,9,495
 しかし、化合物(9)-1は、吸収可能な光のピーク波長(光の吸収ピーク波長)が630nm程度であり、光の吸収波長が十分に長波長ではない。太陽光発電装置用の太陽電池モジュールにおいてこのような化合物を用いた場合、太陽光発電装置の発電量の増大を見込むことが難しく、新規の化合物の適用が望まれていた。
 本発明のいくつかの態様は上記事情に鑑みてなされたものであり、十分に長波長の光を吸収可能な新規の化合物、前記化合物を用いた太陽電池モジュール、及び前記太陽電池モジュールを備えた太陽光発電装置を提供する。
  本発明の一態様は、下記一般式(IA0)又は(IB0)で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 
 (式中、R10は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-10若しくは(z)-20で表される基であり、複数個のZは互いに同一でも異なっていてもよく;Ar10及びAr20は、それぞれ独立に下記一般式(I)-110、(I)-120、(I)-130、(I)-210又は(I)-220で表される基であり;Ar及びArが(I)-210又は(I)-220で表される基であるとき、R10は水素原子又はアルキル基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 
 (式中、Rは、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、2個のRは互いに同一でも異なっていてもよく;Rは水素原子又はアルキル基であり;R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12、R13、R21及びR22は互いに同一でも異なっていてもよく;n11は0~2の整数であり、R10及びR11がすべて水素原子またはアルキル基であるとき、n11は1又は2であり、n12及びn13は、それぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
 本発明の一態様は、下記一般式(IA)又は(IB)で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 

 (式中、Rは水素原子又はアルキル基であり、複数個のRは互いに同一でも異なっていてもよく;Ar及びArは、それぞれ独立に下記一般式(I)-11、(I)-12、(I)-13、(I)-21又は(I)-22で表される基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 

 (式中、R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12、R13、R21及びR22は互いに同一でも異なっていてもよく;n11、n12及びn13は、それぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
 また、本発明の一態様における化合物は、前記R、R11、R12、R13、R21及びR22が、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基である化合物であってもよい。
 また、本発明の一態様における化合物は、前記R、R11、R12、R13、R21及びR22が、それぞれ独立に水素原子又は炭素数6~18のアルキル基である化合物であってもよい。
 本発明の他の態様は、下記一般式(IIA)又は(IIB)で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 

 (式中、Zは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり、複数個のZは互いに同一でも異なっていてもよく、ただし、少なくとも1個のZは、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり;Ar11及びAr12は、それぞれ独立に下記一般式(II)-11、(II)-12又は(II)-13で表される基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 

 (式中、R101は、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、2個のR101は互いに同一でも異なっていてもよく;R102は水素原子又はアルキル基であり;R11、R12及びR13は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12及びR13は互いに同一でも異なっていてもよく;n11は0~2の整数であり、n12及びn13はそれぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
 本発明の他の態様における化合物は、前記Zが、水素原子、炭素数1~22のアルキル基、又は前記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり、前記R101が、水素原子、炭素数1~10のアルキル基又は炭素数6~12のアリール基であり、前記R102が、炭素数1~10のアルキル基であり、前記R11、R12及びR13が、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基である化合物であってもよい。
 また、本発明の他の態様におけるは、前記Zが、水素原子、炭素数6~18のアルキル基、又は前記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり、前記R11、R12及びR13が、それぞれ独立に水素原子又は炭素数6~18のアルキル基である化合物であってもよい。
 また、本発明のさらに他の態様は、かかる化合物を用いた太陽電池モジュールを提供する。
 また、本発明のさらに他の態様における太陽電池モジュールは、光入射面及び該光入射面よりも面積が小さい光射出面を有する導光体、並びに前記光射出面からの射出光を受光して、電力を発生する太陽電池素子を備え、前記導光体は、さらに前記化合物を含み、前記光入射面からの入射光が前記化合物に吸収されて生じた前記化合物からの放射光を、前記射出光とする。
 また、本発明のさらに他の態様は、かかる太陽電池モジュールを備えた太陽光発電装置を提供する。
 本発明の態様によれば、十分に長波長の光を吸収可能な新規の化合物、前記化合物を用いた太陽電池モジュール、及び前記太陽電池モジュールを備えた太陽光発電装置が提供される。
本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態の概略構成を示す模式図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの集光板の変形例を示す側断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの集光板の変形例を示す側断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。 図5Aに示す太陽電池モジュールの要部拡大図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。 本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態の概略構成図である。 実施例7の反応式(1-11)の生成物の質量分析の結果を示す図である。 実施例7の反応式(1-11)の生成物のIRスペクトルを示す図である。 実施例7の反応式(1-12)の生成物の質量分析の結果を示す図である。 実施例7の反応式(1-12)の生成物のIRスペクトルを示す図である。 実施例7の反応式(1-12)の生成物のH-NMRの結果を示す図である。 実施例7の反応式(1-13)の生成物のIRスペクトルを示す図である。 実施例7の反応式(1-13)の生成物のH-NMRの結果を示す図である。 実施例7の反応式(1-14)の生成物のIRスペクトルを示す図である。 実施例7の反応式(1-14)の生成物のH-NMRの結果を示す図である。 実施例7の反応式(1-15)の生成物のIRスペクトルを示す図である。 実施例7の反応式(1-15)の生成物のH-NMRの結果を示す図である。 実施例7の化合物の吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを示す図である。 実施例7の化合物の励起光波長と蛍光量子収率の関係を示す図である。
<化合物>
 本実施形態に係る化合物は、下記一般式(IA0)又は(IB0)で表される(以下、これら化合物をまとめて化合物(I0)と略記することがある)。化合物(I0)は、蛍光性の新規化合物であり、長波長の光に対して吸収係数が高いので、このような光を十分に吸収可能である。化合物(I0)のうち、下記一般式(IA0)で表される化合物はsyn体であり、下記一般式(IB0)で表される化合物はanti体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 (式中、R10は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-10若しくは(z)-20で表される基であり、複数個のZは互いに同一でも異なっていてもよく;Ar10及びAr20は、それぞれ独立に下記一般式(I)-110、(I)-120、(I)-130、(I)-210又は(I)-220で表される基であり;Ar及びArが(I)-210又は(I)-220で表される基であるとき、R10は水素原子又はアルキル基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 
 (式中、Rは、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、2個のRは互いに同一でも異なっていてもよく;Rは水素原子又はアルキル基であり;R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12、R13、R21及びR22は互いに同一でも異なっていてもよく;n11は0~2の整数であり、R10及びR11がすべて水素原子またはアルキル基であるとき、n11は1又は2であり、n12及びn13は、それぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
 式中、R10は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は前記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基である。
 式中、Rは、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、2個のRは互いに同一でも異なっていてもよい。すなわち、一般式(z)-10で表される基は、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、モノアリールアミノ基、ジアリールアミノ基又はアルキルアリールアミノ基である。
 Rにおける前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、前記アルキル基は、単環状及び多環状のいずれでもよい。そして、前記アルキル基は、炭素数が1~20であることが好ましく、1~10であることがより好ましい。
 直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が1~20であることが好ましく、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、n-ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、n-ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基が例示できる。
 なかでも、直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が1~10であることがより好ましい。
 環状の前記アルキル基は、炭素数が3~20であることが好ましく、3~10であることがより好ましく、該アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、トリシクロデシル基が例示できる。
 Rにおける前記アリール基は、単環状及び多環状のいずれでもよく、炭素数が6~12であることが好ましく、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、o-トルイル基(1-メチルフェニル基)、m-トルイル基(2-メチルフェニル基)、p-トルイル基(3-メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)等が例示できる。また、これらアリール基の、1個以上の水素原子がアルキル基で置換されたものでもよい。ここで、水素原子が置換される前記アルキル基としては、Rにおける前記アルキル基と同様のものが例示できる。
 Rにおける前記アリール基は、単環状であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
 Rは、水素原子、炭素数1~10のアルキル基又は炭素数6~12のアリール基であることが好ましい。
 式中、R水素原子又はアルキル基である。すなわち、一般式(z)-20で表される基は、水酸基又はアルコキシ基である。
 Rにおける前記アルキル基としては、Rにおける前記アルキル基と同様のものが例示でき、同一分子中のRにおける前記アルキル基と同一でもよいし、異なっていてもよい。
 Rは、炭素数1~10のアルキル基であることが好ましい。
 R10における前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、前記アルキル基は、単環状及び多環状のいずれでもよい。そして、Zにおける前記アルキル基は、炭素数が1~22であることが好ましく、後述する溶媒への溶解性がより向上する点から、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 R10における直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が1~22であることが好ましく、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、n-ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、n-ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基が例示できる。
 なかでも、直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 R10における環状の前記アルキル基は、炭素数が3~22であることが好ましく、該アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、トリシクロデシル基が例示でき、さらに、これら環状のアルキル基の1個以上の水素原子が、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基で置換されたものが例示できる。ここで、水素原子を置換する直鎖状、分岐鎖状及び環状のアルキル基としては、Zにおけるアルキル基として例示した上記のものが挙げられる。
 なかでも、環状の前記アルキル基は、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 化合物(I0)が、R10としてアルキル基を有する場合、後述するR11、R12又はR13がアルキル基である場合と同様に、化合物(I0)は適切な溶媒を選択することで、溶媒への溶解性が向上する。溶媒への溶解性が高い化合物(I0)を使用することで、後述する太陽光発電装置として発電量がより多いものが、より容易に得られる。ただし、R10としてアルキル基を全く有しない化合物(I0)を使用した場合でも、発電量が十分多い太陽光発電装置が得られる。
 R10における前記アルケニル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、R10における炭素数が2以上の前記アルキル基において、炭素原子間のいずれか1個の単結合(C-C)が二重結合(C=C)に置換されたものが例示できる。前記アルケニル基で好ましいものとしては、ビニル基(エテニル基、-CH=CH)、アリル基(2-プロペニル基、-CH-CH=CH)、1-プロペニル基(-CH=CH-CH)、イソプロペニル基(-C(CH)=CH)、1-ブテニル基(-CH=CH-CH-CH)、2-ブテニル基(-CH-CH=CH-CH)、3-ブテニル基(-CH-CH-CH=CH)、シクロヘキセニル基、シクロペンテニル基等が例示できる。
 R10における前記アルキニル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、R10における炭素数が2以上の前記アルキル基において、炭素原子間のいずれか1個の単結合(C-C)が三重結合(C≡C)に置換されたものが例示できる。前記アルケニル基で好ましいものとしては、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CH-C≡CH)等が例示できる。
 R10における前記アリール基としては、Rにおける前記アリール基と同様のものが例示できる。
 R10における前記アルキルカルボニルアミノ基としては、アミノ基(-NH)の1個の水素原子が、アルキルカルボニル基で置換された基が例示でき、前記アルキルカルボニル基としては、Zにおける前記アルキル基がカルボニル基(-C(=O)-)の炭素原子に結合した1価の基が例示できる。
 R10における前記アルキルカルボニルアミノ基で好ましいものとしては、メチルカルボニルアミノ基(-NH-C(=O)-CH)等が例示できる。
 複数個(20個)のR10は互いに同一でも異なっていてもよい。すなわち、R10はすべて同一でもよいし、すべて異なっていてもよく、一部のみ異なっていてもよい。
 R10が、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は一般式(z)-10若しくは(z)-20で表される基である場合、これらR10の化合物(I0)中での位置及び数は、特に限定されない。
 なお、化合物(I0)においては、R10が比較的嵩高い基である場合、このR10が結合しているベンゼン環骨格は、立体障害が大きくなるため、隣接する酸素原子との間の結合を軸として回転し難い。例えば、2分子の化合物(I0)について、同じ位置のベンゼン環骨格に着目し、このベンゼン環骨格が回転しない場合を考える。一方の化合物(I0)は、前記ベンゼン環骨格の2位の炭素原子にR10として水素原子以外の基が結合し、その他の炭素原子にはR10としてすべて水素原子が結合している。これに対して他方の化合物(I0)は、前記ベンゼン環骨格の6位の炭素原子にR10として水素原子以外の基が結合し、その他の炭素原子にはR10としてすべて水素原子が結合している。これら化合物(I0)は、上記の水素原子以外の基がたとえ同一であったとしても、立体異性体として区別される。同様に、前記ベンゼン環骨格の3位の炭素原子にR10として水素原子以外の基が結合し、その他の炭素原子にはR10としてすべて水素原子が結合している化合物(I0)と、前記ベンゼン環骨格の5位の炭素原子にZとして水素原子以外の基が結合し、その他の炭素原子にはR10としてすべて水素原子が結合している化合物(I0)とは、上記の水素原子以外の基がたとえ同一であったとしても、立体異性体として区別される。なお、ここに挙げたものは一例であり、立体異性体はこれらに限定されない。
 式中、Ar10及びAr20は、それぞれ独立に前記一般式(I)-110、(I)-120、(I)-130、(I)-210又は(I)-220で表される基である。ただし、Ar10及びAr20が(I)-210又は(I)-220で表される基である場合、R10は水素原子又はアルキル基である。
 前記一般式(IA0)及び(IB0)において、一般式(I)-110、(I)-120又は(I)-130で表される基と、一般式(I)-210又は(I)-220で表される基とは、共存してもよいし、しなくてもよい。
 Ar10及びAr20が一般式(I)-11、(I)-12、(I)-13、(I)-21又は(I)-22で表される基であることで、化合物(I)は、光の吸収ピーク波長が長波長となる。また、蛍光量子収率が大きくなる。
 なお、本実施形態において、「ピーク波長」とは、光スペクトルの主たるピークの波長を意味し、好ましくはスペクトル強度が最大のピークの波長である。
 一般式(IA0)及び(IB0)において、符号*を付した結合は、一般式(I)-110、(I)-120、(I)-130、(I)-210又は(I)-220で表される基の、符号*を付した炭素原子に対して形成されている。すなわち、一般式(IA0)を例に挙げると、「-C(=N)-」のN(窒素原子)からAr10に向けて伸びている結合は、Ar10である上記のいずれかの基の符号*を付した炭素原子に結びつき、「-C(=N)-」のN(窒素原子)からAr20に向けて伸びている結合は、Ar20である上記のいずれかの基の符号*を付した炭素原子に結びついている。
 同様に、一般式(IA0)及び(IB0)において、符号**を付した結合は、一般式(I)-110、(I)-120、(I)-130、(I)-210又は(I)-220で表される基の、符号**を付した炭素原子に対して形成されている。すなわち、一般式(IA0)を例に挙げると、「-C-N-C(=O)-」のN(窒素原子)からAr10に向けて伸びている結合は、Ar10である上記のいずれかの基の符号**を付した炭素原子に結びつき、「-C-N-C(=O)-」のN(窒素原子)からAr20に向けて伸びている結合は、Ar20である上記のいずれかの基の符号**を付した炭素原子に結びついている。
 式中、R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基である。
 R11、R12、R13、R21及びR22における前記アルキル基としては、R10における前記アルキル基と同様のものが例示でき、同一分子中のR10における前記アルキル基と同一でもよいし、異なっていてもよい。
 複数個のR11、R12、R13、R21及びR22は互いに同一でも異なっていてもよい。例えば、一般式(I)-110においては、複数個(「2n11+4」個)のR11は互いに同一でも異なっていてもよい。また、一般式(I)-210においては、複数個(8個)のR21は互いに同一でも異なっていてもよい。
 いずれか1個以上のR11、R12、R13、R21又はR22がアルキル基である場合、化合物(I0)中での前記アルキル基の位置及び数は、特に限定されない。
 R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基であることが好ましく、それぞれ独立に水素原子又は炭素数6~18のアルキル基であることがより好ましい。
 化合物(I0)は、R、R11、R12、R13、R21又はR22として、アルキル基であるものを分子中に1個以上有する場合、適切な溶媒を選択することで、溶媒への溶解性が向上する。溶媒への溶解性が高い化合物(I0)を使用することで、後述する太陽光発電装置として発電量がより多いものが、より容易に得られる。ただし、R、R11、R12、R13、R21又はR22として、アルキル基を全く有しない化合物(I0)を使用した場合でも、発電量が十分多い太陽光発電装置が得られる。
 式中、n11は0~2の整数であり、n12及びn13はそれぞれ独立に1又は2である。例えば、一般式(I)-110において、n11が2である場合には、一般式(I)-110で表される基は、ベンゼン環骨格が3個縮環した構造を有する基である。そして、n11が0である場合には、一般式(I)-110で表される基は、ベンゼン環骨格1個を有する基である。
 複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。
 例えば、一般式(IA0)及び(IB0)において、Ar10及びAr20がいずれも一般式(I)-110で表される基である場合には、Ar10におけるn11と、Ar20におけるn11とは、互いに同一でも異なっていてもよい。一般式(I)-120におけるn12、及び一般式(I)-130におけるn13も同様である。
 化合物(I0)は、n11、n12又はn13が大きいほど、光の吸収ピーク波長が長波長になる傾向にある。
 また、化合物(I0)は、後述する製造方法による製造がより容易である点から、Ar10及びAr20におけるn11、n12又はn13は、互いに同一であることが好ましい。
 化合物(I0)は、吸収可能な光のピーク波長が、好ましくは640nm以上となり、さらに構造を適宜選択することで、吸収可能な光のピーク波長が、700nm以上となることもあり、光の吸収波長が十分に長波長のものである。
 化合物(I0)の吸収可能な光のピーク波長は、量子化学計算によって求めることもできる。このとき、汎用の量子化学計算ソフトを用いることができ、このようなものとしては、Gaussian09(Gaussian社製)が例示でき、非経験的分子軌道計算法のレベルB3LYP/6-31Gにより、光のピーク波長が求められる。
 以下に、上記化合物の例である化合物1および化合物2について説明する。
<化合物1>
 本実施形態に係る化合物は、下記一般式(IA)又は(IB)で表される(以下、これら化合物をまとめて化合物(I)と略記することがある)。化合物(I)は、蛍光性の新規化合物であり、長波長の光に対して吸収係数が高いので、このような光を十分に吸収可能である。化合物(I)のうち、下記一般式(IA)で表される化合物はsyn体であり、下記一般式(IB)で表される化合物はanti体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 

 (式中、Rは水素原子又はアルキル基であり、複数個のRは互いに同一でも異なっていてもよく;Ar及びArは、それぞれ独立に下記一般式(I)-11、(I)-12、(I)-13、(I)-21又は(I)-22で表される基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 

 (式中、R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12、R13、R21及びR22は互いに同一でも異なっていてもよく;n11、n12及びn13は、それぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
 式中、Rは水素原子又はアルキル基である。
 Rにおける前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、前記アルキル基は、単環状及び多環状のいずれでもよい。そして、前記アルキル基は、炭素数が1~22であることが好ましく、後述する溶媒への溶解性がより向上する点から、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が1~22であることが好ましく、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、n-ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、n-ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基が例示できる。
 なかでも、直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 環状の前記アルキル基は、炭素数が3~22であることが好ましく、該アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、トリシクロデシル基が例示でき、さらに、これら環状のアルキル基の1個以上の水素原子が、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基で置換されたものが例示できる。ここで、水素原子を置換する直鎖状、分岐鎖状及び環状のアルキル基としては、Rにおけるアルキル基として例示した上記のものが挙げられる。
 なかでも、環状の前記アルキル基は、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 複数個(20個)のRは互いに同一でも異なっていてもよい。すなわち、Rはすべて同一でもよいし、すべて異なっていてもよく、一部のみ異なっていてもよい。
 いずれか1個以上のRがアルキル基である場合、化合物(I)中での前記アルキル基の位置及び数は、特に限定されない。なかでも、R及び酸素原子が結合しているベンゼン環骨格において、4位の炭素原子に結合している(前記酸素原子に対してパラ位の)Rがアルキル基であることが好ましい。そして、4個の前記ベンゼン環骨格のうち、4位の炭素原子に結合しているRがアルキル基であるものの数が2個以上であることが好ましく、3個以上であることがより好ましく、4個の前記ベンゼン環骨格すべてにおいて、4位の炭素原子に結合しているRがアルキル基であることが特に好ましい。
 なお、化合物(I)においては、Rが結合している4個のベンゼン環骨格は、立体障害が比較的大きいため、隣接する酸素原子との間の結合を軸として回転し難い。例えば、2分子の化合物(I)について、同じ位置のベンゼン環骨格に着目し、このベンゼン環骨格が回転しない場合を考える。一方の化合物(I)は、前記ベンゼン環骨格の2位の炭素原子にRとしてアルキル基が結合し、その他の炭素原子にはRとしてすべて水素原子が結合している。これに対して他方の化合物(I)は、前記ベンゼン環骨格の6位の炭素原子にRとしてアルキル基が結合し、その他の炭素原子にはRとしてすべて水素原子が結合している。これら化合物(I)は、上記のアルキル基がたとえ同一であったとしても、立体異性体として区別される。同様に、前記ベンゼン環骨格の3位の炭素原子にRとしてアルキル基が結合し、その他の炭素原子にはRとしてすべて水素原子が結合している化合物(I)と、前記ベンゼン環骨格の5位の炭素原子にRとしてアルキル基が結合し、その他の炭素原子にはRとしてすべて水素原子が結合している化合物(I)とは、上記のアルキル基がたとえ同一であったとしても、立体異性体として区別される。なお、ここに挙げたものは一例であり、立体異性体はこれらに限定されない。
 Rは、水素原子又は炭素数1~22のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数6~18のアルキル基であることがより好ましい。
 式中、Ar及びArは、それぞれ独立に前記一般式(I)-11、(I)-12、(I)-13、(I)-21又は(I)-22で表される基である。
 前記一般式(IA)及び(IB)において、一般式(I)-11、(I)-12又は(I)-13で表される基と、一般式(I)-21又は(I)-22で表される基とは、共存してもよいし、しなくてもよい。以下、化合物(I)のうち、Ar及びArが、ともに一般式(I)-11、(I)-12又は(I)-13で表される基である化合物(I)を特に「化合物(1)」と略記し、Ar及びArが、ともに一般式(I)-21又は(I)-22で表される基である化合物(I)を特に「化合物(2)」と略記する。
 Ar及びArが一般式(I)-11、(I)-12、(I)-13、(I)-21又は(I)-22で表される基であることで、化合物(I)は、光の吸収ピーク波長が長波長となる。また、蛍光量子収率が大きくなる。
 なお、本実施形態において、「ピーク波長」とは、光スペクトルの主たるピークの波長を意味し、好ましくはスペクトル強度が最大のピークの波長である。
 一般式(IA)及び(IB)において、符号*を付した結合は、一般式(I)-11、(I)-12、(I)-13、(I)-21又は(I)-22で表される基の、符号*を付した炭素原子に対して形成されている。すなわち、一般式(IA)を例に挙げると、「-C(=N)-」のN(窒素原子)からArに向けて伸びている結合は、Arである上記のいずれかの基の符号*を付した炭素原子に結びつき、「-C(=N)-」のN(窒素原子)からArに向けて伸びている結合は、Arである上記のいずれかの基の符号*を付した炭素原子に結びついている。
 同様に、一般式(IA)及び(IB)において、符号**を付した結合は、一般式(I)-11、(I)-12、(I)-13、(I)-21又は(I)-22で表される基の、符号**を付した炭素原子に対して形成されている。すなわち、一般式(IA)を例に挙げると、「-C-N-C(=O)-」のN(窒素原子)からArに向けて伸びている結合は、Arである上記のいずれかの基の符号**を付した炭素原子に結びつき、「-C-N-C(=O)-」のN(窒素原子)からArに向けて伸びている結合は、Arである上記のいずれかの基の符号**を付した炭素原子に結びついている。
 式中、R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基である。
 R11、R12、R13、R21及びR22における前記アルキル基としては、Rにおける前記アルキル基と同様のものが例示でき、同一分子中のRにおける前記アルキル基と同一でもよいし、異なっていてもよい。
 複数個のR11、R12、R13、R21及びR22は互いに同一でも異なっていてもよい。例えば、一般式(I)-11においては、複数個(「2n11+4」個)のR11は互いに同一でも異なっていてもよい。また、一般式(I)-21においては、複数個(8個)のR21は互いに同一でも異なっていてもよい。
 いずれか1個以上のR11、R12、R13、R21又はR22がアルキル基である場合、化合物(I)中での前記アルキル基の位置及び数は、特に限定されない。
 R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基であることが好ましく、それぞれ独立に水素原子又は炭素数6~18のアルキル基であることがより好ましい。
 化合物(I)は、R、R11、R12、R13、R21又はR22として、アルキル基であるものを分子中に1個以上有する場合、適切な溶媒を選択することで、溶媒への溶解性が向上する。溶媒への溶解性が高い化合物(I)を使用することで、後述する太陽光発電装置として発電量がより多いものが、より容易に得られる。ただし、R、R11、R12、R13、R21又はR22として、アルキル基を全く有しない化合物(I)を使用した場合でも、発電量が十分多い太陽光発電装置が得られる。
 式中、n11、n12及びn13は、それぞれ独立に1又は2である。例えば、一般式(I)-11において、n11が1である場合には、一般式(I)-11で表される基は、ベンゼン環骨格が2個縮環した構造を有する基であり、n11が2である場合には、一般式(I)-11で表される基は、ベンゼン環骨格が3個縮環した構造を有する基である。
 複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。
 例えば、一般式(IA)及び(IB)において、Ar及びArがいずれも一般式(I)-11で表される基である場合には、Arにおけるn11と、Arにおけるn11とは、互いに同一でも異なっていてもよい。一般式(I)-12におけるn12、及び一般式(I)-13におけるn13も同様である。
 化合物(I)のうち、化合物(1)は、n11、n12又はn13が1である場合よりも2である場合の方が、光の吸収ピーク波長が長波長になる傾向にある。
 また、化合物(I)は、後述する製造方法による製造がより容易である点から、Ar及びArにおけるn11、n12又はn13は、互いに同一であることが好ましい。
 化合物(I)は、光の吸収ピーク波長が、好ましくは650nm以上、より好ましくは660nm以上となり、光の吸収波長が十分に長波長のものである。特に、化合物(2)は、その効果がより高く、光の吸収ピーク波長を、好ましくは730nm以上、より好ましくは750nm以上とすることも可能である。
 化合物(I)のうち特に化合物(2)は、振動子強度が大きくなる傾向にあり、このような化合物(I)は、蛍光量子収率がより大きくなる傾向にある。
 蛍光量子収率が大きい化合物(I)を用いることで、後述する太陽光発電装置として発電量がより多いものが得られる。
 化合物(I)の光の吸収ピーク波長は、量子化学計算によって求めることもできる。このとき、汎用の量子化学計算ソフトを用いることができ、このようなものとしては、Gaussian09(Gaussian社製)が例示でき、非経験的分子軌道計算法のレベルB3LYP/6-31G(d)により、光のピーク波長が求められる。
 化合物(I)のうち、化合物(1)としては、下記一般式(1A)-1~(1A)-6、及び(1B)-1~(1B)-6で表される化合物が例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 

 (式中、R、R11、R12、R13、n11、n12及びn13は、前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 
(式中、R、R11、R12、R13、n11、n12及びn13は、前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 

 (式中、R、R11、R12、R13、n11、n12及びn13は、前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 

 (式中、R、R11、R12、R13、n11、n12及びn13は、前記と同じである。)
 化合物(I)のうち、化合物(2)としては、下記一般式(2A)-1~(2A)-3、及び(2B)-1~(2B)-3で表される化合物が例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 

 (式中、R、R21及びR22は、前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 

 (式中、R、R21及びR22は、前記と同じである。)
 なお、ここでは、化合物(I)として、化合物(1)及び(2)について例示したが、これら化合物(1)及び(2)において、Ar又はArが置換され、Ar及びArとして、一般式(I)-11、(I)-12又は(I)-13で表される基と、一般式(I)-21又は(I)-22で表される基とが、共存しているものも、化合物(I)として例示できる。
 化合物(I)は、十分に長波長の光を吸収可能なので、後述する太陽光発電装置における蛍光体として用いることで、かかる太陽光発電装置は発電量に優れる。
 化合物(I)は、例えば、化合物(Ib)製造工程及び化合物(I)製造工程を有する製造方法により製造できる。化合物(Ib)製造工程とは、下記一般式(Ie)で表される化合物(以下、「化合物(Ie)」と略記する)と、下記一般式(Id)で表される化合物(以下、「化合物(Id)」と略記する)と、下記一般式(Ic)で表される化合物(以下、「化合物(Ic)」と略記する)とを反応させて、下記一般式(IAb)及び/又は(IBb)で表される化合物(以下、これら化合物をまとめて「化合物(Ib)」と略記する)を得る工程である。化合物(I)製造工程とは、化合物(Ib)と、下記一般式(Ia)で表される化合物(以下、「化合物(Ia)」と略記する)とを反応させて、化合物(I)を得る工程である。ただし、ここに挙げた製造方法は一例であり、化合物(I)の製造方法は、これに限定されない。
 なお、下記反応式では、化合物(Ib)として、一般式(IAb)及び(IBb)で表される化合物がともに生成する例を示しているが、上記のように、いずれか一方のみが生成することもある。そして、一般式(IAb)で表される化合物(Ib)からは一般式(IA)で表される化合物(I)が生成し、一般式(IBb)で表される化合物(Ib)からは一般式(IB)で表される化合物(I)が生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 

 (式中、R、Ar及びArは、前記と同じであり;Xはハロゲン原子である。)
 化合物(Ib)製造工程においては、化合物(Ic)、(Id)及び(Ie)を反応させる。かかる反応は脱水縮合反応である。
 化合物(Ic)において、Arは、一般式(IA)及び(IB)におけるArと同じである。また、Arに結合している2個のアミノ基(-NH)のうち、一方とArとの結合は、一般式(IA)及び(IB)において符号*を付した結合となり、他方とArとの結合は、一般式(IA)及び(IB)において符号**を付した結合となる。
 化合物(Id)において、Arは、一般式(IA)及び(IB)におけるArと同じである。また、Arに結合している2個のアミノ基(-NH)のうち、一方とArとの結合は、一般式(IA)及び(IB)において符号*を付した結合となり、他方とArとの結合は、一般式(IA)及び(IB)において符号**を付した結合となる。
 化合物(Ic)及び(Id)は、互いに同一でも異なっていてもよく、目的物である化合物(I)の構造に応じて、適宜選択すればよい。
 化合物(Ie)において、Xはハロゲン原子であり、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であることが好ましく、複数個(4個)のXは互いに同一でも異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
 化合物(Ib)製造工程においては、溶媒を用いて反応を行うことが好ましい。溶媒は、原料となる化合物の溶解性や反応条件等を考慮し、反応を妨げないものから適宜任意に選択でき、具体的な溶媒としては、トルエン、フェノール等の芳香族化合物が例示できる。また、プロピオン酸等の有機酸を用いてもよい。
 化合物(Ib)製造工程においては、プロピオン酸等の有機酸を溶媒として用いない場合には、ピリジン、ピラジン等の塩基を用いて反応を行うことが好ましい。
 化合物(Ib)製造工程において、化合物(Ic)及び(Id)の総使用量は、化合物(Ie)に対して2倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~5倍モルであることがより好ましい。また、塩基の使用量は、化合物(Ie)に対して1倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~5倍モルであることがより好ましい。
 化合物(Ib)製造工程において、ピリジン、ピラジン等の塩基を用いて反応を行う場合には、反応温度は、120℃~150℃であることが好ましく、反応時間は6時間~36時間であることが好ましい。一方、プロピオン酸等の有機酸を用いて反応を行う場合には、反応温度は、130℃~150℃であることが好ましく、反応時間は5時間~8時間であることが好ましい。
 反応は、例えば、共沸脱水等により、副生する水を除去しながら行ってもよい。このとき、反応中に適宜溶媒を追加してもよい。
 化合物(Ib)製造工程においては、化合物(Ic)及び(Id)として同一の化合物を使用した場合、化合物(Ib)として、Ar及びArについて対称型のものを得ることが容易となる。かかる対称型構造の化合物(Ib)からは、さらにAr及びArについて対称型の化合物(I)が得られる。
 一方、化合物(Ic)及び(Id)として異なる化合物を使用した場合、又は化合物(Ic)及び(Id)として、Ar及びArが一般式(I)-11で表される基以外の基であるものを使用した場合、化合物(Ib)として、Ar及びArについて非対称型のものを得ることが容易となり、このような非対称型の化合物(Ib)からは、さらにAr及びArについて非対称型の化合物(I)が得られる。
 そして、Ar及びArについて対称型及び非対称型のいずれの場合であっても、化合物(Ic)及び(Id)の化合物(Ie)との反応部位に応じて、化合物(Ib)として、一般式(IAb)及び(IBb)で表される化合物が共に得られる可能性がある。
 一方、化合物(Ic)及び(Id)として、Ar及びArが一般式(I)-11で表される基である同一のものを使用し、化合物(Ie)として一種のみを使用した場合、化合物(Ib)として、一般式(IAb)及び(IBb)で表される化合物は、それぞれ一種のみが生成する。
 このように、化合物(Ib)としては複数種のものが生成し得る。そのうちの一部の種類を使用する場合には、後述する精製方法を適用して、目的物を分離すればよい。また、反応条件を調節することで、目的物の生成率を向上させるようにしてもよい。
 化合物(Ib)製造工程において、反応終了後は、公知の手法によって、必要に応じて後処理を行い、化合物(Ib)を取り出せばよい。すなわち、適宜必要に応じて、ろ過、洗浄、抽出、pH調整、脱水、濃縮等の後処理操作をいずれか単独で、又は二種以上組み合わせて行い、濃縮、結晶化、再沈殿、カラムクロマトグラフィー等により、化合物(Ib)を取り出せばよい。また、取り出した化合物(Ib)は、さらに必要に応じて、結晶化、再沈殿、カラムクロマトグラフィー、抽出、溶媒による結晶の撹拌洗浄等の操作をいずれか単独で、又は二種以上組み合わせて一回以上行うことで、精製してもよい。
 化合物(Ib)製造工程においては、反応終了後、必要に応じて後処理を行った後、化合物(Ib)を取り出すことなく、引き続き化合物(I)製造工程を行ってもよい。
 化合物(I)製造工程においては、化合物(Ia)及び(Ib)を反応させる。
 化合物(Ia)において、Rは、一般式(IA)及び(IB)におけるRと同じである。化合物(Ib)の市販品が入手可能な場合には、これを使用することで、化合物(Ib)製造工程を省略できる。
 化合物(I)製造工程においては、溶媒を用いて反応を行うことが好ましい。溶媒は、原料となる化合物の溶解性や反応条件等を考慮し、反応を妨げないものから適宜任意に選択でき、具体的な溶媒としては、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物が例示できる。
 また、化合物(I)製造工程においては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の塩基を用いて反応を行うことが好ましい。
 化合物(I)製造工程において、化合物(Ia)の使用量は、化合物(Ib)に対して4倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~8倍モルであることがより好ましい。また、塩基の使用量は、化合物(Ia)に対して1倍モル以上であることが好ましく、1倍モル~6倍モルであることがより好ましい。
 化合物(I)製造工程における前記反応の反応温度は、130℃~150℃であることが好ましく、反応時間は18時間~36時間であることが好ましい。
 化合物(I)製造工程においては、化合物(Ia)として一種の化合物を使用した場合、一種の化合物(Ib)からは一種の化合物(I)が生成する。
 一方、化合物(Ia)として複数種の化合物を使用した場合、一種の化合物(Ib)からでも複数種の化合物(I)が生成する。また、化合物(Ia)として一種の化合物を使用しても、複数種の化合物(Ib)(化合物(Ib)の混合物)を使用した場合、複数種の化合物(I)が生成する。このように、化合物(I)として複数種のものが生成し、そのうちの一部の種類を使用する場合には、上記の化合物(Ib)の場合と同様の方法で、目的物を分離すればよいし、反応条件を調節することで、目的物の生成率を向上させるようにしてもよい。
 化合物(I)製造工程において、反応終了後は、化合物(Ib)製造工程の場合と同様の方法で、化合物(I)を取り出せばよく、取り出した化合物(I)をさらに精製してもよい。
 化合物(I)、化合物(Ib)等は、例えば、核磁気共鳴(NMR)分光法、質量分析法(MS)、赤外分光法(IR)等、公知の手法で構造を確認できる。
 また、化合物(I)は、化学式(1-1)~化学式(1-5)を経て合成されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 
 化合物(Ig)において、Xはハロゲン原子であり、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であることが好ましく、複数個(4個)のXは互いに同一でも異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
 化合物(Ii)において、R’は保護基である。具体的には、炭素数1以上22以下の直鎖アルキル基が挙げられる。
 化合物(Ij)、(Ik)、及び(Il)において、Rは、一般式(IA)及び(IB)におけるRと同一である。
 化合物(Im)において、Arは、一般式(IA)及び(IB)におけるArと同じである。また、Arに結合している2個のアミノ基(-NH)のうち、一方とArとの結合は、一般式(IA)及び(IB)において符号*を付した結合となり、他方とArとの結合は、一般式(IA)及び(IB)において符号**を付した結合となる。
 化合物(In)において、Arは、一般式(IA)及び(IB)におけるArと同じである。また、Arに結合している2個のアミノ基(-NH)のうち、一方とArとの結合は、一般式(IA)及び(IB)において符号*を付した結合となり、他方とArとの結合は、一般式(IA)及び(IB)において符号**を付した結合となる。
 化合物(Im)及び化合物(In)は、互いに同一でも異なっていてもよく、目的物である化合物(I)の構造に応じて、適宜選択すればよい。
 化学式(1-3)に示す反応においては、化合物(Ii)及び(Ij)を反応させる。
 化学式(1-3)に示す反応においては、溶媒を用いて反応を行うことが好ましい。溶媒は、原料となる化合物の溶解性や反応条件等を考慮し、反応を妨げないものから適宜任意に選択でき、具体的な溶媒としては、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物が例示できる。
 また、化学式(1-3)に示す反応においては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の塩基を用いて反応を行うことが好ましい。
 化学式(1-3)に示す反応において、化合物(Ij)の使用量は、化合物(Ii)に対して4倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~8倍モルであることがより好ましい。また、塩基の使用量は、化合物(Ij)に対して1倍モル以上であることが好ましく、1倍モル~6倍モルであることがより好ましい。
 化学式(1-3)に示す反応における反応温度は、130℃~150℃であることが好ましく、反応時間は18時間~36時間であることが好ましい。
 化学式(1-3)に示す反応においては、化合物(Ij)として一種の化合物を使用した場合、一種の化合物(Ii)からは一種の化合物(Ik)が生成する。
 一方、化合物(Ij)として複数種の化合物を使用した場合、一種の化合物(Ii)からでも複数種の化合物(Ik)が生成する。また、化合物(Ij)として一種の化合物を使用しても、複数種の化合物(Ii)(化合物(Ii)の混合物)を使用した場合、複数種の化合物(Ik)が生成する。このように、化合物(Ik)として複数種のものが生成し、そのうちの一部の種類を使用する場合には、ろ過、洗浄、抽出、pH調整、脱水、濃縮等の後処理操作をいずれか単独で、又は二種以上組み合わせて行い、濃縮、結晶化、再沈殿、カラムクロマトグラフィー等により、目的の化合物(Ik)を取り出せばよい。また、取り出した一般式化合物(Ik)は、さらに必要に応じて、結晶化、再沈殿、カラムクロマトグラフィー、抽出、溶媒による結晶の撹拌洗浄等の操作をいずれか単独で、又は二種以上組み合わせて一回以上行うことで、精製してもよい。また、反応条件を調節することで、目的物の生成率を向上させるようにしてもよい。
 化学式(1-5)に示す反応は、溶媒を用いて行うことが好ましい。溶媒は、原料となる化合物の溶解性や反応条件等を考慮し、反応を妨げないものから適宜任意に選択でき、具体的な溶媒としては、トルエン、フェノール等の芳香族化合物が例示できる。また、プロピオン酸等の有機酸を用いてもよい。
 プロピオン酸等の有機酸を溶媒として用いない場合には、化学式(1-5)に示す反応は、ピリジン、ピラジン等の塩基を用いて行うことが好ましい。
 化学式(1-5)において、化合物(Im)及び(In)の総使用量は、化合物(Il)に対して2倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~5倍モルであることがより好ましい。また、塩基の使用量は、化合物(Il)に対して1倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~5倍モルであることがより好ましい。
 化学式(1-5)に示す反応において、ピリジン、ピラジン等の塩基を用いて反応を行う場合には、反応温度は、120℃~150℃であることが好ましく、反応時間は6時間~36時間であることが好ましい。一方、プロピオン酸等の有機酸を用いて反応を行う場合には、反応温度は、130℃~150℃であることが好ましく、反応時間は5時間~8時間であることが好ましい。
 反応は、例えば、共沸脱水等により、副生する水を除去しながら行ってもよい。このとき、反応中に適宜溶媒を追加してもよい。
 化学式(1-5)に示す反応においては、化合物(Im)及び(In)として同一の化合物を使用した場合、化合物(IA)及び化合物(IB)として、Ar及びArについて対称型のものを得ることが容易となる。
 一方、化合物(Im)及び(In)として異なる化合物を使用した場合、又は化合物(Im)及び(In)として、Ar及びArが一般式(I)-11で表される基以外の基であるものを使用した場合、化合物(IA)及び化合物(IB)として、Ar及びArについて非対称型のものを得ることが容易となる。
 そして、Ar及びArについて対称型及び非対称型のいずれの場合であっても、化合物(In)及び(Im)の化合物(Il)との反応部位に応じて、一般式(IA)及び(IB)で表される化合物が共に得られる可能性がある。
 一方、化合物(Im)及び(In)として、Ar及びArが一般式(I)-11で表される基である同一のものを使用し、化合物(Il)として一種のみを使用した場合、一般式(IA)及び(IB)で表される化合物は、それぞれ一種のみが生成する。
 このように、一般式(IA)及び(IB)としては複数種のものが生成し得る。そのうちの一部の種類を使用する場合には、後述する精製方法を適用して、目的物を分離すればよい。また、反応条件を調節することで、目的物の生成率を向上させるようにしてもよい。
 化学式(1-5)に示す反応において、反応終了後は、公知の手法によって、必要に応じて後処理を行い一般式(IA)及び(IB)を取り出せばよい。すなわち、適宜必要に応じて、上記の化合物(Ik)の場合と同様の方法で、目的物を分離すればよいし、反応条件を調節することで、目的物の生成率を向上させるようにしてもよい。
 化合物(Ig)、化合物(Ii)、化合物(Ik)、化合物(Il)、化合物(IA)、化合物(IB)、等は、例えば、核磁気共鳴(NMR)分光法、質量分析法(MS)、赤外分光法(IR)等、公知の手法で構造を確認できる。
<化合物2>
 本実施形態に係る化合物は、下記一般式(IIA)又は(IIB)で表される(以下、これら化合物をまとめて化合物(II)と略記することがある)。化合物(II)は、蛍光性の新規化合物であり、長波長の光に対して吸収係数が高いので、このような光を十分に吸収可能である。化合物(II)のうち、下記一般式(IIA)で表される化合物はsyn体であり、下記一般式(IIB)で表される化合物はanti体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 (式中、Zは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり、複数個のZは互いに同一でも異なっていてもよく、ただし、少なくとも1個のZは、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり;Ar11及びAr12は、それぞれ独立に下記一般式(II)-11、(II)-12又は(II)-13で表される基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
                  

 (式中、R101は、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、2個のR101は互いに同一でも異なっていてもよく;R102は水素原子又はアルキル基であり;R11、R12及びR13は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12及びR13は互いに同一でも異なっていてもよく;n11は0~2の整数であり、n12及びn13はそれぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
 式中、Zは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は前記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基である。ただし、少なくとも1個のZは、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は前記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり、すべてが水素原子又はアルキル基であることはない。化合物(II)は、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は前記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基を有することにより、十分に長波長の光を吸収可能となっている。
 式中、R101は、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、2個のR101は互いに同一でも異なっていてもよい。すなわち、一般式(z)-1で表される基は、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、モノアリールアミノ基、ジアリールアミノ基又はアルキルアリールアミノ基である。
 R101における前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、前記アルキル基は、単環状及び多環状のいずれでもよい。そして、前記アルキル基は、炭素数が1~20であることが好ましく、1~10であることがより好ましい。
 直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が1~20であることが好ましく、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、n-ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、n-ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基が例示できる。
 なかでも、直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が1~10であることがより好ましい。
 環状の前記アルキル基は、炭素数が3~20であることが好ましく、3~10であることがより好ましく、該アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、トリシクロデシル基が例示できる。
 R101における前記アリール基は、単環状及び多環状のいずれでもよく、炭素数が6~12であることが好ましく、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、キシリル基(ジメチルフェニル基)等が例示できる。また、これらアリール基の、1個以上の水素原子がアルキル基で置換されたものでもよい。ここで、水素原子が置換される前記アルキル基としては、R101における前記アルキル基と同様のものが例示できる。
 R101における前記アリール基は、単環状であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
 R101は、水素原子、炭素数1~10のアルキル基又は炭素数6~12のアリール基であることが好ましい。
 式中、R102は水素原子又はアルキル基である。すなわち、一般式(z)-2で表される基は、水酸基又はアルコキシ基である。
 R102における前記アルキル基としては、R101における前記アルキル基と同様のものが例示でき、同一分子中のR101における前記アルキル基と同一でもよいし、異なっていてもよい。
 R102は、炭素数1~10のアルキル基であることが好ましい。
 Zにおける前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、前記アルキル基は、単環状及び多環状のいずれでもよい。そして、Zにおける前記アルキル基は、炭素数が1~22であることが好ましく、後述する溶媒への溶解性がより向上する点から、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 Zにおける直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が1~22であることが好ましく、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、n-ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、n-ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基が例示できる。
 なかでも、直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基は、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 Zにおける環状の前記アルキル基は、炭素数が3~22であることが好ましく、該アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、トリシクロデシル基が例示でき、さらに、これら環状のアルキル基の1個以上の水素原子が、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基で置換されたものが例示できる。ここで、水素原子を置換する直鎖状、分岐鎖状及び環状のアルキル基としては、Zにおけるアルキル基として例示した上記のものが挙げられる。
 なかでも、環状の前記アルキル基は、炭素数が6~18であることがより好ましい。
 化合物(II)が、Zとしてアルキル基を有する場合、後述するR11、R12又はR13がアルキル基である場合と同様に、化合物(II)は適切な溶媒を選択することで、溶媒への溶解性が向上する。溶媒への溶解性が高い化合物(II)を使用することで、後述する太陽光発電装置として発電量がより多いものが、より容易に得られる。ただし、Zとしてアルキル基を全く有しない化合物(II)を使用した場合でも、発電量が十分多い太陽光発電装置が得られる。
 Zにおける前記アルケニル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、Zにおける炭素数が2以上の前記アルキル基において、炭素原子間のいずれか1個の単結合(C-C)が二重結合(C=C)に置換されたものが例示できる。前記アルケニル基で好ましいものとしては、ビニル基(エテニル基、-CH=CH)、アリル基(2-プロペニル基、-CH-CH=CH)、1-プロペニル基(-CH=CH-CH)、イソプロペニル基(-C(CH)=CH)、1-ブテニル基(-CH=CH-CH-CH)、2-ブテニル基(-CH-CH=CH-CH)、3-ブテニル基(-CH-CH-CH=CH)、シクロヘキセニル基、シクロペンテニル基等が例示できる。
 Zにおける前記アルキニル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、Zにおける炭素数が2以上の前記アルキル基において、炭素原子間のいずれか1個の単結合(C-C)が三重結合(C≡C)に置換されたものが例示できる。前記アルケニル基で好ましいものとしては、エチニル基(-C≡CH)、プロパルギル基(-CH-C≡CH)等が例示できる。
 Zにおける前記アリール基としては、R101における前記アリール基と同様のものが例示できる。
 Zにおける前記アルキルカルボニルアミノ基としては、アミノ基(-NH)の1個の水素原子が、アルキルカルボニル基で置換された基が例示でき、前記アルキルカルボニル基としては、Zにおける前記アルキル基がカルボニル基(-C(=O)-)の炭素原子に結合した1価の基が例示できる。
 Zにおける前記アルキルカルボニルアミノ基で好ましいものとしては、メチルカルボニルアミノ基(-NH-C(=O)-CH)等が例示できる。
 複数個(20個)のZは互いに同一でも異なっていてもよい。すなわち、Zはすべて同一でもよいし、すべて異なっていてもよく、一部のみ異なっていてもよい。ただし、Zがすべて水素原子又はアルキル基である場合を除く。
 Zが、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基である場合、これらZの化合物(I)中での位置及び数は、特に限定されない。そして、化合物(II)においては、Z及び酸素原子が結合している4個のベンゼン環骨格が、それぞれZとして、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基を1個以上有することが好ましい。
 なお、化合物(II)においては、Zが比較的嵩高い基である場合、このZが結合しているベンゼン環骨格は、立体障害が大きくなるため、隣接する酸素原子との間の結合を軸として回転し難い。例えば、2分子の化合物(II)について、同じ位置のベンゼン環骨格に着目し、このベンゼン環骨格が回転しない場合を考える。一方の化合物(II)は、前記ベンゼン環骨格の2位の炭素原子にZとして水素原子以外の基が結合し、その他の炭素原子にはZとしてすべて水素原子が結合している。これに対して他方の化合物(II)は、前記ベンゼン環骨格の6位の炭素原子にZとして水素原子以外の基が結合し、その他の炭素原子にはZとしてすべて水素原子が結合している。これら化合物(II)は、上記の水素原子以外の基がたとえ同一であったとしても、立体異性体として区別される。同様に、前記ベンゼン環骨格の3位の炭素原子にZとして水素原子以外の基が結合し、その他の炭素原子にはZとしてすべて水素原子が結合している化合物(II)と、前記ベンゼン環骨格の5位の炭素原子にZとして水素原子以外の基が結合し、その他の炭素原子にはZとしてすべて水素原子が結合している化合物(II)とは、上記の水素原子以外の基がたとえ同一であったとしても、立体異性体として区別される。なお、ここに挙げたものは一例であり、立体異性体はこれらに限定されない。
 式中、Ar11及びAr12は、それぞれ独立に前記一般式(II)-11、(II)-12又は(II)-13で表される基である。
 Ar11及びAr12が一般式(II)-11、(II)-12又は(II)-13で表される基であることで、化合物(II)は、光の吸収ピーク波長が長波長となる。また、蛍光量子収率が大きくなる。
 一般式(IIA)及び(IIB)において、符号*を付した結合は、一般式(II)-11、(II)-12又は(II)-13で表される基の、符号*を付した炭素原子に対して形成されている。すなわち、一般式(IIA)を例に挙げると、「-C(=N)-」のN(窒素原子)からAr11に向けて伸びている結合は、Arである上記のいずれかの基の符号*を付した炭素原子に結びつき、「-C(=N)-」のN(窒素原子)からAr12に向けて伸びている結合は、Ar12である上記のいずれかの基の符号*を付した炭素原子に結びついている。
 同様に、一般式(IIA)及び(IIB)において、符号**を付した結合は、一般式(II)-11、(II)-12又は(II)-13で表される基の、符号**を付した炭素原子に対して形成されている。すなわち、一般式(IIA)を例に挙げると、「-C-N-C(=O)-」のN(窒素原子)からAr11に向けて伸びている結合は、Ar11である上記のいずれかの基の符号**を付した炭素原子に結びつき、「-C-N-C(=O)-」のN(窒素原子)からAr12に向けて伸びている結合は、Ar12である上記のいずれかの基の符号**を付した炭素原子に結びついている。
 式中、R11、R12及びR13は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基である。
 R11、R12及びR13における前記アルキル基としては、Zにおける前記アルキル基と同様のものが例示でき、同一分子中のZにおける前記アルキル基と同一でもよいし、異なっていてもよい。
 複数個のR11、R12及びR13は互いに同一でも異なっていてもよい。例えば、一般式(II)-11においては、複数個(「2n11+4」個)のR11は互いに同一でも異なっていてもよい。
 いずれか1個以上のR11、R12又はR13がアルキル基である場合、化合物(II)中での前記アルキル基の位置及び数は、特に限定されない。
 R11、R12及びR13は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基であることが好ましく、それぞれ独立に水素原子又は炭素数6~18のアルキル基であることがより好ましい。
 化合物(II)は、R11、R12又はR13として、アルキル基であるものを分子中に1個以上有する場合、適切な溶媒を選択することで、溶媒への溶解性が向上する。溶媒への溶解性が高い化合物(II)を使用することで、後述する太陽光発電装置として発電量がより多いものが、より容易に得られる。ただし、R11、R12又はR13として、アルキル基を全く有しない化合物(II)を使用した場合でも、発電量が十分多い太陽光発電装置が得られる。
 式中、n11は0~2の整数であり、n12及びn13はそれぞれ独立に1又は2である。例えば、一般式(II)-11において、n11が2である場合には、一般式(II)-11で表される基は、ベンゼン環骨格が3個縮環した構造を有する基である。そして、n11が0である場合には、一般式(II)-11で表される基は、ベンゼン環骨格1個を有する基である。
 複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。
 例えば、一般式(IIA)及び(IIB)において、Ar11及びAr12がいずれも一般式(II)-11で表される基である場合には、Ar11におけるn11と、Ar12におけるn11とは、互いに同一でも異なっていてもよい。一般式(II)-12におけるn12、及び一般式(II)-13におけるn13も同様である。
 化合物(II)は、n11、n12又はn13が大きいほど、光の吸収ピーク波長が長波長になる傾向にある。
 また、化合物(II)は、後述する製造方法による製造がより容易である点から、Ar11及びAr12におけるn11、n12又はn13は、互いに同一であることが好ましい。
 化合物(II)は、吸収可能な光のピーク波長が、好ましくは640nm以上となり、さらに構造を適宜選択することで、吸収可能な光のピーク波長が、700nm以上となることもあり、光の吸収波長が十分に長波長のものである。
 化合物(II)の吸収可能な光のピーク波長は、量子化学計算によって求めることもできる。このとき、汎用の量子化学計算ソフトを用いることができ、このようなものとしては、Gaussian09(Gaussian社製)が例示でき、非経験的分子軌道計算法のレベルB3LYP/6-31Gにより、光のピーク波長が求められる。
 化合物(II)としては、下記一般式(3A)-1~(3A)-6、及び(3B)-1~(3B)-6で表される化合物が例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
                  

 (式中、Z、R11、R12、R13、n11、n12及びn13は、前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
                  

 (式中、Z、R11、R12、R13、n11、n12及びn13は、前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
                  

 (式中、Z、R11、R12、R13、n11、n12及びn13は、前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
                  

 (式中、Z、R11、R12、R13、n11、n12及びn13は、前記と同じである。)
 化合物(II)は、十分に長波長の光を吸収可能なので、後述する太陽光発電装置における蛍光体として用いることで、かかる太陽光発電装置は発電量に優れる。
 化合物(II)は、例えば、化合物(IIb)製造工程と化合物(II)製造工程を有する製造方法により製造できる。化合物(IIb)製造工程とは、下記一般式(IIe)で表される化合物(以下、「化合物(IIe)」と略記する)と、下記一般式(IId)で表される化合物(以下、「化合物(IId)」と略記する)と、下記一般式(IIc)で表される化合物(以下、「化合物(IIc)」と略記する)とを反応させて、下記一般式(IIAb)及び/又は(IIBb)で表される化合物(以下、これら化合物をまとめて「化合物(IIb)」と略記する)を得る工程である。化合物(II)製造工程とは、化合物(IIb)と、下記一般式(IIa)で表される化合物(以下、「化合物(IIa)」と略記する)とを反応させて、化合物(II)を得る工程(以下、「化合物(II)製造工程」と略記する)を有する製造方法である。ただし、ここに挙げた製造方法は一例であり、化合物(II)の製造方法は、これに限定されない。
 なお、下記反応式では、化合物(IIb)として、一般式(IIAb)及び(IIBb)で表される化合物がともに生成する例を示しているが、上記のように、いずれか一方のみが生成することもある。そして、一般式(IIAb)で表される化合物(IIb)からは一般式(IIA)で表される化合物(II)が生成し、一般式(IIBb)で表される化合物(IIb)からは一般式(IIB)で表される化合物(II)が生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
                  

 (式中、Z、Ar11及びAr12は、前記と同じであり;Xはハロゲン原子である。)
 化合物(IIb)製造工程においては、化合物(IIc)、(IId)及び(IIe)を反応させる。かかる反応は脱水縮合反応である。
 化合物(IIc)において、Ar11は、一般式(IIA)及び(IIB)におけるAr11と同じである。また、Ar11に結合している2個のアミノ基(-NH)のうち、一方とAr11との結合は、一般式(IIA)及び(IIB)において符号*を付した結合となり、他方とAr11との結合は、一般式(IIA)及び(IIB)において符号**を付した結合となる。
 化合物(IId)において、Ar12は、一般式(IIA)及び(IIB)におけるAr12と同じである。また、Ar12に結合している2個のアミノ基(-NH)のうち、一方とAr12との結合は、一般式(IIA)及び(IIB)において符号*を付した結合となり、他方とAr12との結合は、一般式(IIA)及び(IIB)において符号**を付した結合となる。
 化合物(IIc)及び(IId)は、互いに同一でも異なっていてもよく、目的物である化合物(II)の構造に応じて、適宜選択すればよい。
 化合物(IIe)において、Xはハロゲン原子であり、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であることが好ましく、複数個(4個)のXは互いに同一でも異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
 化合物(IIb)製造工程においては、溶媒を用いて反応を行うことが好ましい。溶媒は、原料となる化合物の溶解性や反応条件等を考慮し、反応を妨げないものから適宜任意に選択でき、具体的な溶媒としては、トルエン、フェノール等の芳香族化合物が例示できる。また、プロピオン酸等の有機酸を用いてもよい。
 化合物(IIb)製造工程においては、プロピオン酸等の有機酸を溶媒として用いない場合には、ピリジン、ピラジン等の塩基を用いて反応を行うことが好ましい。
 化合物(IIb)製造工程において、化合物(IIc)及び(IId)の総使用量は、化合物(IIe)に対して2倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~5倍モルであることがより好ましい。また、塩基の使用量は、化合物(IIe)に対して1倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~5倍モルであることがより好ましい。
 化合物(IIb)製造工程において、ピリジン、ピラジン等の塩基を用いて反応を行う場合には、反応温度は、120℃~150℃であることが好ましく、反応時間は6時間~36時間であることが好ましい。一方、プロピオン酸等の有機酸を用いて反応を行う場合には、反応温度は、130℃~150℃であることが好ましく、反応時間は5時間~8時間であることが好ましい。
 反応は、例えば、共沸脱水等により、副生する水を除去しながら行ってもよい。このとき、反応中に適宜溶媒を追加してもよい。
 化合物(IIb)製造工程においては、化合物(IIc)及び(IId)として同一の化合物を使用した場合、化合物(IIb)として、Ar11及びAr12について対称型のものを得ることが容易となる。かかる対称型構造の化合物(IIb)からは、さらにAr11及びAr12について対称型の化合物(II)が得られる。
 一方、化合物(IIc)及び(IId)として異なる化合物を使用した場合、又は化合物(IIc)及び(IId)として、Ar11及びAr12が一般式(II)-11で表される基以外の基であるものを使用した場合、化合物(IIb)として、Ar11及びAr12について非対称型のものを得ることが容易となり、このような非対称型の化合物(IIb)からは、さらにAr11及びAr12について非対称型の化合物(II)が得られる。
 そして、Ar11及びAr12について対称型及び非対称型のいずれの場合であっても、化合物(IIc)及び(IId)の化合物(IIe)との反応部位に応じて、化合物(IIb)として、一般式(IIAb)及び(IIBb)で表される化合物が共に得られる可能性がある。
 一方、化合物(IIc)及び(IId)として、Ar11及びAr12が一般式(II)-11で表される基である同一のものを使用し、化合物(IIe)として一種のみを使用した場合、化合物(IIb)として、一般式(IIAb)及び(IIBb)で表される化合物は、それぞれ一種のみが生成する。
 このように、化合物(IIb)としては複数種のものが生成し得る。そのうちの一部の種類を使用する場合には、後述する精製方法を適用して、目的物を分離すればよい。また、反応条件を調節することで、目的物の生成率を向上させるようにしてもよい。
 化合物(IIb)製造工程において、反応終了後は、公知の手法によって、必要に応じて後処理を行い、化合物(IIb)を取り出せばよい。すなわち、適宜必要に応じて、ろ過、洗浄、抽出、pH調整、脱水、濃縮等の後処理操作をいずれか単独で、又は二種以上組み合わせて行い、濃縮、結晶化、再沈殿、カラムクロマトグラフィー等により、化合物(IIb)を取り出せばよい。また、取り出した化合物(IIb)は、さらに必要に応じて、結晶化、再沈殿、カラムクロマトグラフィー、抽出、溶媒による結晶の撹拌洗浄等の操作をいずれか単独で、又は二種以上組み合わせて一回以上行うことで、精製してもよい。
 化合物(IIb)製造工程においては、反応終了後、必要に応じて後処理を行った後、化合物(IIb)を取り出すことなく、引き続き化合物(II)製造工程を行ってもよい。
 化合物(II)製造工程においては、化合物(IIa)及び(IIb)を反応させる。
 化合物(IIa)において、Zは、一般式(IIA)及び(IIB)におけるZと同じである。化合物(IIb)の市販品が入手可能な場合には、これを使用することで、化合物(IIb)製造工程を省略できる。
 化合物(II)製造工程においては、溶媒を用いて反応を行うことが好ましい。溶媒は、原料となる化合物の溶解性や反応条件等を考慮し、反応を妨げないものから適宜任意に選択でき、具体的な溶媒としては、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物が例示できる。
 また、化合物(II)製造工程においては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の塩基を用いて反応を行うことが好ましい。
 化合物(II)製造工程において、化合物(IIa)の使用量は、化合物(IIb)に対して4倍モル以上であることが好ましく、4倍モル~8倍モルであることがより好ましい。また、塩基の使用量は、化合物(IIa)に対して1倍モル以上であることが好ましく、1倍モル~6倍モルであることがより好ましい。
 化合物(II)製造工程における前記反応の反応温度は、130℃~150℃であることが好ましく、反応時間は18時間~36時間であることが好ましい。
 化合物(II)製造工程においては、化合物(IIa)として一種の化合物を使用した場合、一種の化合物(IIb)からは一種の化合物(II)が生成する。
 一方、化合物(IIa)として複数種の化合物を使用した場合、一種の化合物(Ib)からでも複数種の化合物(II)が生成する。また、化合物(IIa)として一種の化合物を使用しても、複数種の化合物(IIb)(化合物(IIb)の混合物)を使用した場合、複数種の化合物(II)が生成する。このように、化合物(II)として複数種のものが生成し、そのうちの一部の種類を使用する場合には、上記の化合物(IIb)の場合と同様の方法で、目的物を分離すればよいし、反応条件を調節することで、目的物の生成率を向上させるようにしてもよい。
 化合物(II)製造工程において、反応終了後は、化合物(IIb)製造工程の場合と同様の方法で、化合物(II)を取り出せばよく、取り出した化合物(II)をさらに精製してもよい。
 化合物(II)、化合物(IIb)等は、例えば、核磁気共鳴(NMR)分光法、質量分析法(MS)、赤外分光法(IR)等、公知の手法で構造を確認できる。
<太陽電池モジュール>
 本発明に係る太陽電池モジュールは、前記化合物(I)又は前記化合物(II)を用いる。化合物(I)又は前記化合物(II)に太陽光を吸収させ、生じた化合物(I)又は化合物(II)からの放射光を集光して、これを太陽電池素子に導入する構成のものが例示できる。
 このような太陽電池モジュールは、光入射面及び前記光入射面よりも面積が小さい光射出面を有する導光体、並びに前記光射出面からの射出光を受光して、電力を発生する太陽電池素子を備えるものが例示できる。前記導光体は、さらに化合物(I)を含み、前記光入射面からの入射光が化合物(I)又は化合物(II)に吸収されて生じた化合物(I)又は化合物(II)からの放射光を、前記射出光とする。
 本実施形態に係る太陽電池モジュールは、化合物(I)又は化合物(II)を用いたことで、発電量に優れる。
 以下、本実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面においては、各構成要素を認識可能な大きさとするために、各構成要素の縮尺を適宜変更している。
 図1は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの一実施形態の概略構成を模式的に示す図であり、図2は、かかる太陽電池モジュールの断面図である。
 図1に示す太陽電池モジュール1は、矩形板状の集光板2と、太陽電池素子3と、反射板(反射体)4と、枠体5とを備える。集光板2は、太陽Sに対向して設置されている。太陽電池素子3は、集光板2の端面に設けられている。反射板4は、集光板2の背面側に設けられている。
 集光板2は、太陽電池素子3に射出光を導入する導光体である。そして、太陽電池素子3は、集光板2の第1端面2cから射出された射出光を受光する。枠体5は、集光板2と太陽電池素子3とを一体に保持する。
 集光板2は、図1~図2に示すように主面2aと、背面2bと、前記第1端面2cと、その他の端面とを備えている。主面2aは、光入射面である。背面2bは、主面2aと反対に位置する。第1端面2cは、光射出面である。本実施形態では、第1端面2c以外の端面には反射層6が設けられている。
 集光板2において、第1端面2cは、主面2aよりも面積が小さい。このようにすることで、太陽電池素子3への集光効率が高まり、太陽電池モジュール1の発電量がより増大する。
 集光板2は、図2に示すように、透明基材7中に、蛍光体8が分散されたものである。
 透明基材7は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等のアクリル樹脂や、ポリカーボネート等の透明性が高い有機材料;ガラス等の透明性が高い無機材料等からなる。
 透明基材7としては、外光を有効に取り込めるように、360nm~800nmの波長領域の光に対して好ましくは90%以上、より好ましくは93%以上の透過率を有するものが例示できる。そして、広い波長領域の光の透過率が高い点から、好ましい透明基材7としては、PMMA等のアクリル樹脂からなる基板、シリコン樹脂基板、石英基板等が例示できる。
 本実施形態においては、蛍光体8として、前記化合物(I)又は前記化合物(II)を用いる。
 蛍光体8は、透明基材7中にほぼ均一に分散している。
 化合物(I)及び化合物(II)は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
 蛍光体8としては、化合物(I)及び化合物(II)以外に、公知のその他の蛍光体を併用してもよい。
 化合物(I)及び化合物(II)以外の蛍光体としては、紫外光又は可視光を吸収して、可視光又は赤外光を発光し、放射する光機能材料が例示できる。なお、可視光とは、380nm~750nmの波長領域の光であり、紫外光とは、380nm未満の波長領域の光であり、赤外光とは、750nmよりも大きい波長領域の光である。
 化合物(I)及び化合物(II)以外の蛍光体は、無機蛍光体及び有機蛍光体のいずれでもよい。
 前記有機蛍光体としては、クマリン系色素、ペリレン系色素、フタロシアニン系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、ポリフェニレン系色素,キサンテン系色素,ピリジン系色素、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン系色素、ピレン系色素、アントラセン系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオレン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサゾール系色素、ジフェニルメタン系色素、トリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色素等が例示できる。
 前記有機蛍光体として、より具体的には、3-(2’-ベンゾチアゾリル)-7-ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3-(2’-ベンゾイミダゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、3-(2’-N-メチルベンゾイミダゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリン(クマリン30)、2,3,5,6-1H,4H-テトラヒドロ-8-トリフルオロメチルキノリジン(9,9a,1-gh)クマリン(クマリン153)等のクマリン系色素;クマリン色素系染料であるベーシックイエロー51;ソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116等のナフタルイミド系色素;ローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、スルホローダミン、ベーシックバイオレット11、ベーシックレッド2等のローダミン系色素;1-エチル-2-〔4-(p-ジメチルアミノフェニル)-1,3-ブタジエニル〕ピリジニウム-パークロレート(ピリジン1)等のピリジン系色素;シアニン系色素:オキサジン系色素等が例示できる。
 さらに、これら以外でも、直接染料、酸性染料、塩基性染料及び分散染料等の各種染料で、蛍光性を有するものも使用可能である。
 前記無機蛍光体としては、GdBO:Eu、Gd:Eu、GdS:Eu、GdAl12:Eu、GdGa12:Eu、GdVO:Eu、GdGa12:Ce,Cr、Y:Eu、YS:Eu、La:Eu、LaS:Eu、InBO:Eu、(Y,In)BO:Eu等の赤色発光の蛍光体;Gd:Tb、GdS:Tb、GdS:Pr、GdAl12:Tb、GdGa12:Tb、Y:Tb、YS:Tb、YS:Tb,Dy、LaS:Tb、ZnS:Cu、ZnS:Cu,Au、ZnSiO:Mn、InBO:Tb、MgGa:Mn等の緑色発光の蛍光体;YAlO:Ce、YSiO:Ce、GdSiO:Ce、YTaO:Nb、BaFCl:Eu、ZnS:Ag、CaWO、CdWO、ZnWO、MgWO、Sr(POCl:Eu、YPO:Cl等の青色発光の蛍光体が例示できる。
 化合物(I)及び化合物(II)以外の蛍光体は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
 蛍光体8を二種以上併用する場合、これら蛍光体8の間でフェルスター機構によるエネルギー移動を生じさせ、最も発光スペクトルのピーク波長の大きい蛍光体8から放射された光を、太陽電池素子3への射出光とするように構成してもよい。この場合、併用する複数種の蛍光体8のうちの一種以上として、化合物(I)及び化合物(II)を用いることができ、いずれを化合物(I)及び化合物(II)とするかは、任意に選択できる。
 フェルスター機構は、光の発生及び吸収のプロセスを経ずに、近接した2つの蛍光体の間で励起エネルギーが電子の共鳴により直接移動するものである。フェルスター機構による蛍光体間のエネルギー移動は、光の発生及び吸収のプロセスを介さずに行われるため、最適条件では、エネルギー移動効率はほぼ100%にすることが可能であり、エネルギーのロスが小さい。よって、太陽電池モジュールの発電効率の向上に寄与する。エネルギーのロスを抑制して効率よく発電を行うためには、例えば、併用する蛍光体8の透明基材7中での密度を高くすればよい。
 また、フェルスター機構によるエネルギー移動は、蛍光体のような発光材料だけでなく、外光によって励起されるが、光を発生せずに失活する非発光体においても生じる。したがって、蛍光体8以外に、このような非発光体を光機能性材料として、透明基材7中に分散させてもよい。
 太陽電池素子3への集光効率が高まり、太陽電池モジュール1の発電量がより増大することから、透明基材7中の蛍光体8の総量に占める化合物(I)又は化合物(II)の比率は、5質量%以上であることが好ましい。透明基材7中の蛍光体8の総量に占める化合物(I)又は化合物(II)の比率は、化合物(I)又は化合物(II)と併用するその他の蛍光体の数や光の吸収ピーク波長等に応じて、適宜調節することが好ましい。
 透明基材7中に蛍光体8が分散されてなる集光板2は、例えば、以下の方法により得られる。透明基材7を構成する原料モノマーと、蛍光体8と、を含有する樹脂組成物を調製し、蛍光体8を分散させた状態で、該樹脂組成物を硬化させる。樹脂組成物の硬化方法は、原料モノマーの種類に応じて選択すればよい。
 集光板2において、蛍光体8の含有量は、透明基材7に対して好ましくは0.001質量%~0.04質量%である。下限値以上であることで、集光板2における太陽光の吸収量が向上し、太陽電池モジュール1の発電量がより増大する。また、上限値以下であることで、太陽電池素子3への集光効率が向上し、太陽電池モジュール1の発電量がより増大する。
 集光板2の主面2aと背面2bとは、互いに平行で且つ平坦な面となっている。集光板2の第1端面2c以外の全ての端面には、集光板2の内部から外部に向けて進行する光(蛍光体8から放射された光)を、集光板2の内部に向けて反射する反射層6が、空気層を介して又は空気層を介さずに直接接触して設けられている。
 反射層6としては、銀、アルミニウム等の金属の膜からなる反射層;ESR(Enhanced Specular Reflector)反射フィルム(3M社製)等の誘電体多層膜からなる反射層等が例示できる。また、反射層は、入射した光を鏡面反射する鏡面反射層でもよく、入射した光を散乱反射する散乱反射層でもよい。反射層に散乱反射層を用いた場合には、太陽電池素子3の方向に直接向かう光の光量が増えるため、太陽電池素子3への集光効率が高まり、太陽電池モジュール1の発電量がより増大する。また、反射光が散乱されるため、時間や季節による発電量の変化が平均化される。なお、散乱反射層としては、マイクロ発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)(古河電工社製)等からなるものが例示できる。
 反射板4は、形状が異なる点以外は、反射層6と同様のものとすることができる。
 また、反射板4は、太陽Sからの光(太陽光L)のうち、集光板2に入射した入射光L1の一部を、集光板2の主面2aの法線に対して入射光L1(太陽光L)の入射光路側の所定方向に反射光として反射するものとすることもできる。
 反射板4を設けることにより、太陽電池素子3への集光効率が高まり、太陽電池モジュール1の発電量がより増大する。
 入射光L1の一部を、前記所定方向に反射光として反射する反射板4としては、再帰性反射板、オフアクシス反射板が例示できる。
 再帰性反射板としては、樹脂からなる基材の表面上に空気層を介して、3つの平面を形成したプリズム形状を多数有するプリズム層(コーナーキューブアレイ)を有したものが例示できる。再帰性反射板の市販品としては、ハイ・インテンシティグレードHIP高輝度反射シート、ダイヤモンドグレードDG超高輝度反射シート(以上、3M社製)、プリズム型超高輝度再帰反射シート(日本カーバイド工業社製)等が例示できる。
 また、再帰性反射板としては、入射した光をガラスビーズで屈折させ、裏側の反射層にて反射させて再び入射した方向に帰るように構成されたものも例示でき、市販品としては、エンジニアグレードEGP普通反射シート(3M社製)、封入レンズ型再帰反射シート、カプセルレンズ型再帰反射シート(以上、日本カーバイド工業社製)等が例示できる。
 オフアクシス反射板としては、例えば、アクリル板等の基板の一方の面にプリズム形状が付与され、このプリズム面にアルミニウム又は銀等の反射性材料が蒸着されて反射面を形成し、さらにその表面に透明保護層がコーティングされたものが挙げられる。また、4分の1波長の光学膜厚毎に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層して誘電体の多層膜とし、この多層膜を所定の角度でスライスして(切り出して)得られた、誘電体多層膜からなるものが挙げられる。透明基材中にて反射性板状粒子が所定方向に向けて整列配置されたものが例示できる。
 太陽電池素子3は、受光面が集光板2の第1端面2cに対向して配置されており、第1端面2cと光学接着されていることが好ましい。
 太陽電池素子3は、公知のものでよく、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、量子ドット太陽電池、有機系太陽電池等が例示できる。これらの中でも、太陽電池素子3は、より高い効率で発電できることから、化合物半導体を用いた化合物系太陽電池又は量子ドット太陽電池であることが好ましい。
 前記化合物系太陽電池としては、InGaP、GaAs、InGaAs,AlGaAs、Cu(In,Ga)Se、Cu(In,Ga)(Se,S)、CuInS、CdTe、CdS等を用いたものが例示できる。
 前記量子ドット太陽電池としては、Si、InGaAs等を用いたものが例示できる。
 ただし、価格や用途によっては、シリコン系太陽電池、有機系太陽電池等の他の種類の太陽電池が好ましい場合もある。
 なお、図1~図2では、太陽電池素子3を集光板2の一つの第1端面2cのみに設置した例を示したが、太陽電池素子3は集光板2の複数の端面に設置してもよい。太陽電池素子3を集光板2の一部の端面(1辺、2辺又は3辺)に設置する場合には、太陽電池素子3が設置されていない端面に、反射層6を設置することが好ましい。
 図2に示すように枠体5は、集光板2の主面2aを外部に臨ませ、その状態で集光板2の四周を保持するとともに、太陽電池素子3も集光板2とともに保持している。枠体5は、アルミニウム等のフレームであってもよい。集光板2の主面2aを外部に臨ませる開口部5aには、ガラス等の透明部材が嵌め込まれていてもよい。このような構成のもとに集光板2は、枠体5から外部に臨む主面2aが光入射面となっており、集光板2の第1端面2cが光射出面となっている。また、主面2aから入射した外光(太陽光)の一部は、背面2bを透過して反射板4に入射するようになっている。
 太陽電池モジュール1は、図1~図2に示したように、集光板2の主面2aを太陽Sに対向させて設置される。そして、太陽電池モジュール1は、太陽Sからの光(太陽光L)の一部を入射光L1として集光板2の主面2aで受光し、集光板2中の蛍光体8に入射光L1が吸収され、蛍光体8が発光する。このとき生じた蛍光体8からの放射光は、集光板2の透明基材7中を伝播し、第1端面2cから射出され、太陽電池素子3に導入される。このように、前記射出光を受光することで、太陽電池素子3は電力を発生する。
 なお、本実施形態では、集光板2として、透明基材7中に蛍光体8が分散されたものを示したが、集光板はこのような構成に限定されず、例えば、図3A又は図3Bに示す構成のものでもよい。
 図3Aに示す集光板は、板状の透明基材7の表面に、蛍光体(図示せず)を分散させた塗料を塗布し、蛍光体層26を形成したものである。透明基材7は、アクリル板等であってよい。前記塗料は、蛍光体とこれを分散させる透明樹脂とを含有するものである。すなわち、この塗料中の透明樹脂が、蛍光体を均一に分散させる透明基材となる。
 図3Bに示す集光板は、前記蛍光体層26の表面(透明基材7とは反対側の表面)に、さらに透明保護層(透明層)27を設けたものである。
 透明保護層27の材質としては、各種の透明樹脂が例示できる。例えば、透明保護層27は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニリデン又はポリアミド等からなる透明樹脂フィルムを、蛍光体層26上にラミネートすることで形成できる。また、透明保護層27は、酢酸セルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロース誘導体や、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニルコポリマー、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルホルマール、ポリウレタン等の透明樹脂を溶解させた塗布液を調製し、これを蛍光体層26上に塗布した後、乾燥させることによっても形成できる。
 また、本実施形態の太陽電池モジュール1は、建物の平面からなる側壁面に設置するものとして、図4Aに示すような、平板状の集光板2及び平板状の反射板(反射体)4を用い、これによって全体を平板状に構成したものであるが、太陽電池モジュールは、設置面の形状等に応じて、全体形状を調節してもよい。
 このような平板状以外の太陽電池モジュールとしては、表面が曲面状である建物の壁面に対応させて、図4Bに示すように、全体を湾曲させた曲板状のものが例示できる。
 この場合、集光板2としては、図3A、図3Bに示したような、透明基材の表面に蛍光体を分散させた塗料を塗布し、蛍光体層を形成したものが好ましい。透明基材を所望の湾曲形状(曲板状)に形成しておくことで、その表面に所望の湾曲形状の蛍光体層を形成できる。また、反射板としては、基板を所望の湾曲形状(曲板状)に形成し、その表面上に再帰性シートを貼設したものが例示できる。
 なお、上記の曲板状の集光板を、建物の平板状の壁面に設置してもよい。この場合の反射板は、上記と同様に曲板状でもよいし、平板状でもよい。
 また、太陽電池モジュールは、建物の屋根や柱、電柱等にも設置できる。例えば、屋根に設置する場合には、図4Bに示した曲板状のものと同様の手法で、集光板や反射板を瓦状や波状等に形成し、太陽電池モジュール全体を瓦状や波状等に形成すればよい。
 また、電柱等の柱に設置する場合には、太陽電池モジュールは以下の構成であってもよい。太陽電池モジュールは、図4Cに示すように中空円柱状(円筒状)の集光板2と、その内周面側に配置された中空円柱状(円筒状)の反射体4と、集光板2の端面に配置された中空円柱状(円筒状)又はリング状の太陽電池素子3とを備える。太陽電池モジュールは、全体が中空円柱状(円筒状)である。この太陽電池モジュールは、柱に外挿して設置するのが好ましい。なお、中空部の形状は、ここでは、その軸に対して垂直な方向の形状が円形の場合について例示しているが、外挿する対象物の形状に応じて適宜調節すればよく、円形に限定されるものではない。
 また、図4Dに示すように円柱状の集光部材2eを平面状に並べて見かけ上板状体、すなわち集光板2として設置してもよい。集光部材2eの一方の端面(端部)には、太陽電池素子3が配置されている。さらに、集光部材2eを柔軟に互いに連結させることで、平面でない曲面などに自由に形を変えて設置することもできる。また、すだれのような形状に構成することで、必要なときに展開して集光を行い、必要でないときには巻き取って収納するなどの調整も可能である。
 また、本実施形態における集光板としては、図5Aに示すようなプリズム形状を有する集光板28を用いてもよい。この集光板28は、光入射面となる主面28aと対向するプリズム面29を有するものである。プリズム面29は、図5Bに示すように一方の端面に向かって傾くスロープ面29aを多数形成されている。集光板28は、入射した光L1がこのスロープ面29aにて屈折することにより、図5Aに示すように一方の端面側に配置された太陽電池素子3に射出されるよう構成されている。また、このような光L1と同様に伝播する蛍光体8からの放射光も、同様に太陽電池素子3に射出されるようになっている。
 さらに、本実施形態における集光板としては、図5Cに示すように、プリズム面29を有し、且つ厚さが太陽電池素子3から遠ざかるにつれて徐々に薄くなるように形成された、クサビ形状の集光板30を用いてよい。このように形成されることで、集光板30は、入射した光L1及び蛍光体8からの放射光が、その内部を全反射する回数が減り、光がスロープ面29aで屈折されることにより生じる光のロスが低減する。したがって、光の取り出し効率が高くなる。
 また、本実施形態における集光板としては、図5Dに示すように、前記集光板2と、プリズム形状を有する形状集光板28(30)とを積層したタンデム構造としたものも例示できる。この場合、プリズム形状を有する形状集光板28(30)は、化合物(I)又は化合物(II)を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
<太陽光発電装置>
 本実施形態に係る太陽光発電装置は、上記の本発明に係る太陽電池モジュールを備える。
 図6は、本実施形態に係る太陽光発電装置の一実施形態の概略構成図である。
 ここに示す太陽光発電装置1000は、太陽電池モジュール1001と、インバータ(直流/交流変換器)1004と、蓄電池1005と、を備えている。太陽電池モジュール1001は、太陽Sからの太陽光のエネルギーを電力に変換する。インバータ1004は、太陽電池モジュール1001から出力された直流電力を交流電力に変換する。蓄電池1005は、太陽電池モジュール1001から出力された直流電力を蓄える。
 太陽電池モジュール1001は、上記の本実施形態に係る太陽電池モジュールである。太陽電池モジュール1001は、太陽光を集光する集光部材(集光板)1002と、集光部材1002によって集光された太陽光によって発電を行う太陽電池素子1003とを備えている。
 太陽光発電装置1000は、外部の電子機器1006に対して電力を供給する。電子機器1006には、必要に応じて補助電力源1007から電力が供給される。
 このような構成の太陽光発電装置1000は、上記の本実施形態に係る太陽電池モジュールを備えているため、発電量に優れる。
 以下、具体的実施例により、本発明の態様についてより詳細に説明する。ただし、本発明の態様は以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
<化合物(I)の製造>
[実施例1]
(化合物(Ib)製造工程)
 下記手順に従い、化合物(I)として、下記式(1A)-101及び(1B)-101で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(1A)-101」、「化合物(1B)-101」と略記する)を製造する。化合物(1A)-101及び(1B)-101は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が1である化合物(1)である。なお、化合物(Ic)及び(Id)として、ここでは同一のものを使用している。
 化合物(Ie)として下記式(1)-101eで表される化合物(1,6,7,12-テトラクロロペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸二無水物、以下、「化合物(1)-101e」と略記する)と、化合物(Ic)及び(Id)として下記式(1)-101cで表される化合物(2,3-ジアミノナフタレン、以下、「化合物(1)-101c」と略記する)と、ピラジンとを、トルエン及びフェノールの混合溶媒と混合する。
 化合物(1)-101c及びピラジンの使用量は、それぞれ化合物(1)-101eに対して4倍モルとする。トルエン及びフェノールの総使用量は、化合物(1)-101eに対して40質量倍とする。
 混合後の反応液を昇温して、副生する水をトルエンで共沸脱水し、フェノールを追加して、145℃で24時間反応させる。
 次いで、反応液を室温(25℃)まで冷却した後、メタノールを添加して、結晶を析出させ、これをろ過して10質量%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄する。さらに、得られた結晶を温水でスラリー洗浄し、ろ過してメタノールで洗浄した後、乾燥させることで、化合物(Ib)として下記式(1A)-101b及び(1B)-101bで表される化合物(以下、それぞれ「化合物(1A)-101b」、「化合物(1B)-101b」と略記する)の混合物を得る。
(化合物(I)製造工程)
 化合物(1A)-101b及び(1B)-101bの全量の混合物と、化合物(Ia)として下記式(1)-101aで表される化合物(4-ドデシルフェノール、以下、「化合物(1)-101a」と略記する)と、炭酸カリウムとを、N-メチルピロリドンと混合する。化合物(1)-101a及び炭酸カリウムの使用量は、それぞれ化合物(1A)-101b及び(1B)-101bの総量に対して6倍モルとする。N-メチルピロリドンの使用量は、化合物(1)-101eに対して20質量倍とする。
 混合後の反応液を昇温して、140℃で24時間反応させる。この反応により、化合物(I)として、化合物(1A)-101及び(1B)-101を得る。
 次いで、反応液を室温(25℃)まで冷却した後、5体積%塩酸水溶液に添加して、結晶を析出させ、これをろ過する。得られた結晶を水でスラリー洗浄した後、さらにメタノールでスラリー洗浄し、ろ過して結晶を取り出した後、これを塩化メチレンで溶解させ、ろ過した後、濃縮する。得られた濃縮残分を、塩化メチレン/n-ヘキサン(6/4、体積比)混合溶媒を移動相とする、シリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し、化合物(1A)-101を含むフラクションを分離して、目的物を分離する操作を行い、得られたフラクションを塩化メチレンに溶解させ、活性炭を添加して撹拌した後、ろ過を行う。得られたろ液を濃縮して、n-ヘキサンを添加してからさらに濃縮する操作を行うことで、含有する溶媒をn-ヘキサンに置換しながら濃縮し、得られた濃縮物を減圧下で乾燥させることで、化合物(1A)-101を得る。また、同様の操作により、化合物(1B)-101を得る。
 化合物(1A)-101は、光の吸収ピーク波長が680nmで、長波長の光を吸収可能である。
 なお、吸収可能な光の前記ピーク波長は、Gaussian09(Gaussian社製)を用い、B3LYP/6-31G(d)により求めた値である。これは、以降の実施例においても同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 
[実施例2]
 化合物(Ic)及び(Id)として化合物(1)-101cに代えて、下記式(1)-102cで表される化合物を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(I)として下記式(1A)-102及び(1B)-102で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(1A)-102」、「化合物(1B)-102」と略記する)を製造する。
 化合物(Ib)としては、下記式(1A)-102b及び(1B)-102bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(1A)-102及び(1B)-102は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が2である化合物(1)である。
 化合物(1A)-102は、ピーク波長が770nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 
[実施例3]
 化合物(Ic)及び(Id)として化合物(1)-101cに代えて、下記式(1)-201cで表される化合物を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(I)として下記式(1A)-201、(1B)-201及び(1A)-301で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(1A)-201」、「化合物(1B)-201」、「化合物(1A)-301」と略記する)を製造する。化合物(Ib)としては、下記式(1A)-201b、(1B)-201b及び(1A)-301bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(1A)-201及び(1B)-201は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、R12がすべて水素原子であり、n12が1である化合物(1)である。また、化合物(1A)-301は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、R13がすべて水素原子であり、n13が1である化合物(1)である。
 化合物(1A)-201は、ピーク波長が695nmの光を吸収可能である。
 また、化合物(1A)-301は、ピーク波長が675nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 
[実施例4]
 化合物(Ic)及び(Id)として化合物(1)-101cに代えて、下記式(1)-202cで表される化合物を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(I)として下記式(1A)-202、(1B)-202及び(1A)-302で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(1A)-202」、「化合物(1B)-202」、「化合物(1A)-302」と略記する)を製造する。化合物(Ib)としては、下記式(1A)-202b、(1B)-202b及び(1A)-302bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(1A)-202及び(1B)-202は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、R12がすべて水素原子であり、n12が2である化合物(1)である。また、化合物(1A)-302は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、R13がすべて水素原子であり、n13が2である化合物(1)である。
 化合物(1A)-202は、ピーク波長が780nmの光を吸収可能である。
 また、化合物(1A)-302は、ピーク波長が772nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 
[実施例5]
 化合物(Ic)及び(Id)として化合物(1)-101cに加えて、さらに下記式(1)-102cで表される化合物を併用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(I)として下記式(1A)-103及び(1B)-103で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(1A)-103」、「化合物(1B)-103」と略記する)を製造する。化合物(Ib)としては、下記式(1A)-103b及び(1B)-103bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(1A)-103及び(1B)-103は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、Arにおいて、R11がすべて水素原子であり、n11が1であり、Arにおいて、R11がすべて水素原子であり、n11が2である化合物(1)である。
 化合物(1A)-103は、ピーク波長が752nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 
[実施例6]
 化合物(Ic)及び(Id)として化合物(1)-101cに代えて、下記式(2)-101cで表される化合物を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(I)として下記式(2A)-101、(2B)-101及び(2A)-201で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(2A)-101」、「化合物(2B)-101」、「(2A)-201」と略記する)を製造する。化合物(Ib)としては、下記式(2A)-101b、(2B)-101b及び(2A)-201bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(2A)-101及び(2B)-101は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、R21がすべて水素原子である化合物(2)である。また、化合物(2A)-201は、Rのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がドデシル基で、その他はすべて水素原子であり、R22がすべて水素原子である化合物(2)である。
 化合物(2A)-101は、ピーク波長が768nmの光を吸収可能である。
 また、化合物(2B)-101は、ピーク波長が660nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 
[実施例7]
 下記手順に従い、化合物(I)として、化合物(1A)-101及び化合物(1B)-101の合成を行った。
 (反応工程1)
 まず、反応工程1として、反応式(1-11)に示す反応を行った。
 1000ml三つ口フラスコに、アルゴンガスを通じ、クロロ硫酸500g(4.29mol)を入れ、室温下で3,4,9,10―ペリレンテトラカルボン酸二無水物50g(0.127mol)を20分間かけて添加した。次いで、ヨウ素8.5g(0.024mol)を添加した。得られた反応液を70℃に昇温し、6時間撹拌反応した。反応終了後、室温まで冷却し、氷水2000mlを加えてクエンチした。反応液は、暗褐色から朱色に変わり、結晶が析出した。結晶をろ取し、水1000mlによるスラリー洗浄を3回行った。次いで、アセトニトリル500mlによるスラリー洗浄を3回行った。ろ取した結晶を乾燥させた。得られた生成物の湿重量は102gであり、乾燥重量は50.1gであり、収率は74.4%であった。
 得られた結晶の質量分析の結果を図7、IRスペクトルを図8に示す。図7より、MSスペクトルに分子イオンピークm/z=530が確認された。また、ペンタクロル体と思われるm/z=564も確認された。
 酸素燃焼法イオンクロマトグラフィーにより、得られた結晶の塩素含量を測定した。Cl含量は、25.1%であった(理論値は26.8%)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 
 
 (反応工程2)
 反応工程1により得られた化合物を用いて、反応工程2として、反応式(1-12)に示す反応を行った。
 300ml三つ口フラスコに1,6,7,12-テトラクロロペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸二無水物20g(37.7mmol)、n-ペンチルアミン13.1g(150.8mmol)、およびプロピオン酸225gを加えた。混合液を140℃に昇温し、24時間撹拌反応させた。反応終了後、室温まで冷却し結晶を析出させた。結晶をろ取し、10%炭酸水素ナトリウム水溶液400mlにてスラリー洗浄した。次いで水200mlにてスラリー洗浄後、結晶をろ取し、メタノールで掛け洗いした。ろ取した結晶を乾燥させた。得られた生成物の湿重量は、25.1gであり、乾燥重量は21.7gであり、収率は86.1%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 
 
 得られた結晶の質量分析の結果を図9、IRスペクトルの結果を図10に、H-NMRの結果を図11に示す。示す。図9よりMSスペクトルに親イオンピークm/z=668が確認された。NMR法(核磁気共鳴分光法)により、n-ペンチル基が確認された。
 (反応工程3)
 反応工程2により得られた化合物を用いて、反応工程3として、反応式(1-13)に示す反応を行った。
 1000ml三つ口フラスコに3,4,9,10-ビス(n-ペンチルイミド)-1,6,7,12-テトラクロロペリレン20g(0.03mol)、ドデシルフェノール47.2g(0.18mol)、炭酸カリウム24.8g(0.18mol)、N-メチルピロリドン600mlを加えた。混合液を140℃に昇温し24時間撹拌反応した。反応終了後、室温まで冷却し、2NのHCl600mlに反応液を取り出し、タール状固体を得た。タールをろ取し、水1000mlにてスラリー洗浄し、メタノール1000mlにて2回スラリー洗浄後、タールをろ取した。得られたタールの湿重量は、65gであった。タールを塩化メチレン300mlに溶解し、ろ過した(ろ過なしではカラムクロマト時に詰まる)。母液を液量200ml程度まで濃縮し、塩化メチレン:n-ヘキサン=1:1 溶液を溶離液に用い、シリカゲルクロマトグラフィー(シリカゲル250g)にて目的物を分取した。メインフラクションは、23.0g(タール状)であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 
 得られたメインフラクションのIRスペクトルの結果を図12に、H-NMRの結果を図13に示す。図13に示すNMR法により得られた結果から、アルキル基のH(水素)数とベンゼン環のH数の総量を比較した。その結果、アルキル基のH:ベンゼン環のH=20.02H:123.76Hであった(理論値20H:122H)。
 (反応工程4)
 反応工程3により得られた化合物を用いて、反応工程4として、反応式(1-14)に示す反応を行った。
 300ml三つ口フラスコにN,N’-ビス(n-ペンチル)-1,6,7,12-テトラキス(4-ドデシルフェノキシ)ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸イミド22g(14mmol)、85%水酸化カリウム98g(1490mmol)、2-プロパノール220mlを加えた。混合液を還流し、72時間撹拌反応した。反応液は、赤紫色から緑色に変化した。攪拌反応終了後、室温まで冷却し、8%HClにてpH4に調整した。析出したタール状の固体をろ取した。得られたタールを、水500mlにて2回スラリー洗浄を行った。次いで、洗浄したタールをメタノール500ml中に分散させ、分散した固体をろ取した。再度、メタノール500mlにてスラリー洗浄し、固体をろ取した。ろ取した固体を室温で乾燥させた。得られた生成物の湿重量は18gであり、乾燥重量は14gであり、収率は70%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 
 
 IRスペクトルの結果を図14に、H-NMRの結果を図15に示す。図15に示すNMR法により得られた結果から、アルキル基のH(水素)数とベンゼン環のH数の総量を比較した。その結果、アルキル基のH:ベンゼン環のH=19.98H:104.80Hであった(理論値20H:100H)。
 (反応工程5)
 反応工程4により得られた化合物を用いて、反応工程5として、反応式(1-15)に示す反応を行った。
 200ml三つ口フラスコに1,6,7,12-テトラキス(4-ドデシルフェノキシ)ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸二無水物5g(3.48mmol)、2,3-ジアミノナフタレン2.4g(15.34mmol)、ピラジン1.2g(15.34mmol)、フェノール50g、トルエン50mlを加えた。混合液を昇温し、系内で副生する水をトルエンとの共沸脱水にて系外に取り出した。留出温度100℃でフェノール100gを加え、145℃まで昇温し、24時間撹拌反応した。撹拌反応終了後、室温まで冷却し、メタノール1000mlに取り出し、結晶を析出させた。結晶をろ取し、再びメタノール1000mlにてスラリー洗浄し、結晶をろ取した。得られた結晶を塩化メチレン200mlに溶解し、ろ過した。不溶物は、ほぼ無かった。ろ液を、溶離液として塩化メチレン:ヘキサン=1:1を用いたシリカゲルクロマトグラフィー(シリカゲル120g)により精製し、メインフラクションとして4.4gを得た。メインフラクション4.4gを塩化メチレン100mlに溶解し、活性炭0.2gを加え撹拌後、ろ過した。ろ液を濃縮し、ヘキサン置換し、濃縮乾固した。得られた乾固物をメタノール中に分散させ、結晶をろ取し、室温で乾燥させた。得られた生成物の湿重量は8.0g、乾燥重量は3.9g、収率は67.2%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 
 
 得られた生成物のIRスペクトルおよびH-NMRスペクトルを、図16および図17に示す。図17より、アルキル基のH(水素)数とベンゼン環のH数の総量を比較した。その結果、アルキル基のH:ベンゼン環のH=36.0H:116.9Hであった(理論値32H:100H)。
 得られた生成物の吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを図18に示す。得られた生成物の励起光波長と蛍光量子収率の関係を図19に示す。
 吸収ピーク波長λmaxは、642nmであった。蛍光ピーク波長は、681nm、平均蛍光量子収率は、0.63であった。
[実施例8]
(化合物(IIb)製造工程)
 下記手順に従い、化合物(II)として、下記式(3A)-101及び(3B)-101で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-101」、「化合物(3B)-101」と略記する)を製造する。化合物(3A)-101及び(3B)-101は、Zのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がアミノ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(II)である。なお、化合物(IIc)及び(IId)として、ここでは同一のものを使用している。
 化合物(IIe)として下記式(3)-101eで表される化合物(1,6,7,12-テトラクロロペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸二無水物、以下、「化合物(3)-101e」と略記する)と、化合物(IIc)及び(IId)として下記式(3)-101cで表される化合物(1,2-ジアミノベンゼン、以下、「化合物(3)-101c」と略記する)とを、プロピオン酸と混合する。化合物(3)-101cの使用量は、化合物(3)-101eに対して4倍モルとする。
 混合後の反応液を昇温して、140℃で6時間反応させる。
 次いで、反応液を室温(25℃)まで冷却した後、析出している結晶をろ過して洗浄した後、乾燥させることで、化合物(IIb)として下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-101b」、「化合物(3B)-101b」と略記する)の混合物を得る。
(化合物(II)製造工程)
 化合物(3A)-101b及び(3B)-101bの全量の混合物と、化合物(IIa)として下記式(3)-101aで表される化合物(4-アミノフェノール、以下、「化合物(3)-101a」と略記する)と、炭酸カリウムとを、N-メチルピロリドンと混合する。化合物(3)-101a及び炭酸カリウムの使用量は、それぞれ化合物(3A)-101b及び(3B)-101bの総量に対して6倍モルとする。N-メチルピロリドンの使用量は、化合物(3)-101eに対して20質量倍とする。
 混合後の反応液を昇温して、140℃で24時間反応させる。この反応により、化合物(II)として、化合物(3A)-101及び(3B)-101を得る。
 次いで、反応液を室温(25℃)まで冷却した後、析出している結晶をろ過して洗浄した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し、化合物(3A)-101を含むフラクションを分離して、目的物を分離する操作を行い、得られたフラクションを濃縮し、得られた濃縮物を減圧下で乾燥させることで、化合物(3A)-101を得る。また、同様の操作により、化合物(3B)-101を得る。
 化合物(3A)-101は、光の吸収ピーク波長が675nmで、長波長の光を吸収可能である。
 なお、吸収可能な光の前記ピーク波長は、Gaussian09(Gaussian社製)を用い、B3LYP/6-31Gにより求めた値である。これは、以降の実施例においても同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
                  
[実施例9]
 化合物(IIa)として化合物(3)-101aに代えて、下記式(3)-102aで表される化合物(3-アミノフェノール、以下、「化合物(3)-102a」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-102及び(3B)-102で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-102」、「化合物(3B)-102」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-102及び(3B)-102は、Zのうち、ベンゼン環骨格の3位の炭素原子に結合している4個がアミノ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(II)である。
 化合物(3A)-102は、ピーク波長が647~659nmの光を吸収可能である。
ピーク波長がこのように幅を有するのは、上述のように、Zとして比較的嵩高い基を有することで、Zが結合しているベンゼン環骨格の立体障害が比較的大きくなり、このベンゼン環骨格は、隣接する酸素原子との間の結合を軸として回転し難くなり、一種以上の立体異性体が存在するためであると推測される。以降の実施例において、ピーク波長が幅を有する化合物も、同様であると推測される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
                  
[実施例10]
 化合物(IIa)として化合物(3)-101aに代えて、下記式(3)-103aで表される化合物(2-アミノフェノール、以下、「化合物(3)-103a」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-103及び(3B)-103で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-103」、「化合物(3B)-103」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-103及び(3B)-103は、Zのうち、ベンゼン環骨格の2位の炭素原子に結合している4個がアミノ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(II)である。
 化合物(3A)-103は、ピーク波長が687~722nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
                  
[実施例11]
 化合物(IIa)として化合物(3)-101aに代えて、下記式(3)-104aで表される化合物(4-ジメチルアミノフェノール、以下、「化合物(3)-104a」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-104及び(3B)-104で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-104」、「化合物(3B)-104」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-104及び(3B)-104は、Zのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がジメチルアミノ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(I)である。
 化合物(3A)-104は、ピーク波長が705nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
                  
[実施例12]
 化合物(IIa)として化合物(3)-101aに代えて、下記式(3)-105aで表される化合物(3,5-ジアミノフェノール、以下、「化合物(3)-105a」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-105及び(3B)-105で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-105」、「化合物(3B)-105」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-105及び(3B)-105は、Zのうち、ベンゼン環骨格の3位及び5位の炭素原子に結合している8個がアミノ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(II)である。
 化合物(3A)-105は、ピーク波長が656nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
                  
[実施例13]
 化合物(IIa)として化合物(3)-101aに代えて、下記式(3)-106aで表される化合物(2,3-ジアミノフェノール、以下、「化合物(3)-106a」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-106及び(3B)-106で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-106」、「化合物(3B)-106」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-106及び(3B)-106は、Zのうち、ベンゼン環骨格の2位及び3位の炭素原子に結合している8個がアミノ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(II)である。
 化合物(3A)-106は、ピーク波長が670nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
                  
[実施例14]
 化合物(IIa)として化合物(3)-101aに代えて、下記式(3)-107aで表される化合物(3,4-ジメトキシフェノール、以下、「化合物(3)-107a」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-107及び(3B)-107で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-107」、「化合物(3B)-107」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-107及び(3B)-107は、Zのうち、ベンゼン環骨格の3位及び4位の炭素原子に結合している8個がメトキシ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(II)である。
 化合物(3A)-107は、ピーク波長が656nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
                  
[実施例15]
 化合物(IIc)及び(IId)として化合物(3)-101cに代えて、下記式(3)-102cで表される化合物(2,3-ジアミノナフタレン、以下、「化合物(3)-102c」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-108及び(3B)-108で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-108」、「化合物(3B)-108」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-102b及び(3B)-102bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-108及び(3B)-108は、Zのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がアミノ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が1である化合物(I)である。
 化合物(3A)-108は、ピーク波長が695nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
                  
[実施例16]
 化合物(IIa)として化合物(3)-101aに代えて、下記式(3)-108aで表される化合物(2-アミノ-4-メトキシフェノール、以下、「化合物(3)-108a」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-109及び(3B)-109で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-109」、「化合物(3B)-109」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-109及び(3B)-109は、Zのうち、ベンゼン環骨格の2位の炭素原子に結合している4個がアミノ基で、4位の炭素原子に結合している4個がメトキシ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(II)である。
 化合物(3A)-109は、ピーク波長が760nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
                  
[実施例17]
 化合物(IIa)として化合物(3)-101aに代えて、下記式(3)-109aで表される化合物(4-メトキシフェノール、以下、「化合物(3)-109a」と略記する)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、化合物(II)として下記式(3A)-110及び(3B)-110で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(3A)-110」、「化合物(3B)-110」と略記する)を製造する。化合物(IIb)としては、下記式(3A)-101b及び(3B)-101bで表される化合物を経由させて、製造する。化合物(3A)-110及び(3B)-110は、Zのうち、ベンゼン環骨格の4位の炭素原子に結合している4個がメトキシ基で、その他はすべて水素原子であり、R11がすべて水素原子であり、n11が0である化合物(II)である。
 化合物(3A)-110は、ピーク波長が651nmの光を吸収可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
                  

<太陽電池モジュールの製造>
[実施例18]
 蛍光体8として、実施例1~17の化合物(I)又は化合物(II)をそれぞれ別々に用い、図1~3Bに示す太陽電池モジュール1を製造する。
[実施例19]
 蛍光体8として、実施例1~8の化合物(I)又は化合物(II)をそれぞれ別々に用い、さらに化合物(I)及び化合物(II)以外のその他の蛍光体も併用して、図1~3Bに示す太陽電池モジュール1を製造する。
 本発明の態様は、太陽電池モジュール及び太陽光発電装置に利用可能である。
 1,1001・・・太陽電池モジュール、2,28,30,1002・・・集光板(導光体)、2a,28a・・・集光板の主面(光入射面)、2b・・・集光板の第1端面(光射出面)、3,1003・・・太陽電池素子、7・・・透明基材、8・・・蛍光体(化合物(I))、26・・・蛍光体層、1000・・・太陽光発電装置、L・・・太陽光、L1・・・入射光

Claims (10)

  1.  下記一般式(IA0)又は(IB0)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
     (式中、R10は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-10若しくは(z)-20で表される基であり、複数個のZは互いに同一でも異なっていてもよく;Ar10及びAr20は、それぞれ独立に下記一般式(I)-110、(I)-120、(I)-130、(I)-210又は(I)-220で表される基であり;Ar及びArが(I)-210又は(I)-220で表される基であるとき、R10は水素原子又はアルキル基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     
     (式中、Rは、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、2個のRは互いに同一でも異なっていてもよく;Rは水素原子又はアルキル基であり;R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12、R13、R21及びR22は互いに同一でも異なっていてもよく;n11は0~2の整数であり、R10及びR11がすべて水素原子またはアルキル基であるとき、n11は1又は2であり、n12及びn13は、それぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
  2.  下記一般式(IA)又は(IB)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     

     (式中、Rは水素原子又はアルキル基であり、複数個のRは互いに同一でも異なっていてもよく;Ar及びArは、それぞれ独立に下記一般式(I)-11、(I)-12、(I)-13、(I)-21又は(I)-22で表される基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     

     (式中、R11、R12、R13、R21及びR22は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12、R13、R21及びR22は互いに同一でも異なっていてもよく;n11、n12及びn13は、それぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
  3.  前記R、R11、R12、R13、R21及びR22が、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基である請求項2に記載の化合物。
  4.  前記R、R11、R12、R13、R21及びR22が、それぞれ独立に水素原子又は炭素数6~18のアルキル基である請求項3に記載の化合物。
  5.  下記一般式(IIA)又は(IIB)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
                      

     (式中、Zは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり、複数個のZは互いに同一でも異なっていてもよく、ただし、少なくとも1個のZは、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルカルボニルアミノ基、又は下記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり;Ar及びArは、それぞれ独立に下記一般式(II)-11、(II)-12又は(II)-13で表される基であり;符号*を付した結合は、前記基の符号*を付した炭素原子に対して形成され、符号**を付した結合は、前記基の符号**を付した炭素原子に対して形成されている。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
                      

     (式中、Rは、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、2個のRは互いに同一でも異なっていてもよく;Rは水素原子又はアルキル基であり;R11、R12及びR13は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、複数個のR11、R12及びR13は互いに同一でも異なっていてもよく;n11は0~2の整数であり、n12及びn13はそれぞれ独立に1又は2であり、複数個のn11、n12及びn13は互いに同一でも異なっていてもよい。)
  6.  前記Zが、水素原子、炭素数1~22のアルキル基、又は前記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり、
     前記Rが、水素原子、炭素数1~10のアルキル基又は炭素数6~12のアリール基であり、
     前記Rが、炭素数1~10のアルキル基であり、
     前記R11、R12及びR13が、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基である請求項5に記載の化合物。
  7.  前記Zが、水素原子、炭素数6~18のアルキル基、又は前記一般式(z)-1若しくは(z)-2で表される基であり、
     前記R11、R12及びR13が、それぞれ独立に水素原子又は炭素数6~18のアルキル基である請求項5に記載の化合物。
  8.  請求項1に記載の化合物を用いた太陽電池モジュール。
  9.  光入射面及び該光入射面よりも面積が小さい光射出面を有する導光体、並びに前記光射出面からの射出光を受光して、電力を発生する太陽電池素子を備え、
     前記導光体は、さらに前記化合物を含み、前記光入射面からの入射光が前記化合物に吸収されて生じた前記化合物からの放射光を、前記射出光とする請求項8に記載の太陽電池モジュール。
  10.  請求項8に記載の太陽電池モジュールを備えた太陽光発電装置。
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