的方法不包括如在以上描述的 參比產品的情況下用助熔劑諸如磷光體的前體的步驟。確實,在這樣一個步驟的 存在下,使得研磨該鋁酸鹽以便獲得根據權利要求1的磷光體的顆粒是困難的。
[0123] 關于復合物,后者是通過將聚合物與磷光體混合(例如通過這樣一種混合物的擠 出)獲得的。有可能直接擠出該聚合物與磷光體粉末的混合物或者另外使用母料。
[0124] 除了該磷光體,該復合物還可包括用于太陽能電池薄膜的領域中的標準的添加 劑。該復合物可包括一種或多種選自抗靜電、抗氧化、交聯等添加劑的添加劑。該交聯劑例 如可是在US 2013/0328149中描述的那些的之一。這些添加劑在擠出的過程中被引入。
[0125] 在母料的情況下,將以上描述的復合物薄膜的聚合物(P1)與包含預分散在聚合物 中的磷光體的母料(P2)擠出。該母料P2的聚合物可以是與該復合物的薄膜的聚合物(P1)相 同的類型或不同。這兩種聚合物P1與P2優選彼此相容以便形成均勻的混合物。因此,例如, 在其中P1是EVA的情況下,有可能使用基于聚合物P2的母料,該P2是EVA相同的等級或另一 種EVA或者另外一種與P1相容的聚合物,例如像聚乙烯。該母料本身通過在擠出機內擠出或 使用捏合機制備。
[0126] 在US 2013/0328149中,傳授了這些磷光體顆粒以球形或基本上球形聚合物顆粒 分散,它們本身在該復合物的聚合物中分散。這些顆粒通過乳液聚合或懸浮聚合制備。這些 聚合物顆粒例如是基于PMMA,如在US 2013/0328149的實例1中。在US 2013/0328149中所設 想的分散體需要使這些聚合物顆粒的性質適應該復合物的聚合物。此外,它要求制備聚合 物顆粒的附加的步驟。在本發明的背景中,因此不優選使用在US 2013/0328149中描述的這 種技術,這樣該復合物不包括此類聚合物顆粒。
[0127] 本發明還涉及用于制備根據本發明的復合物的方法,其中將聚合物P1與該磷光體 或者另外該聚合物P1與包括在聚合物P2中預分散的磷光體的母料擠出。
[0128] 通常,在該聚合物中的磷光體的量按該磷光體-聚合物P1組件(assembly)的重量 計可以在〇. 1 %與5 %之間,尤其在0.5 %與2 %之間并且更具體地說0.5 %與1 %變化。當使 用母料時,磷光體的量是相對于該磷光體-復合物薄膜聚合物P1-母料聚合物P2組件。
[0129]這種復合物可以是以薄膜的形式,薄膜的平均厚度可以是在25μπι與800μπι之間并 且更具體地說從100μπι至500μπι。該薄膜的厚度通過調節唇緣的厚度控制。平均厚度是在25 °C下在該薄膜上使用千分尺從該薄膜的整個表面任意地采取的20個測量點測量的。
[0130] 這種薄膜可以通過擠出獲得。有可能使用諸如在實例中描述的擠出機。
[0131] 根據本發明的組合物的特征還在于形成為薄膜的事實,后者可具有至少85%的總 透射(TT),通過250μπι厚度的薄膜測量的。該薄膜還可具有最多10%的確定的霧度,通過250 μπι厚度的薄膜測量的。該總透射與該霧度是使用Perkin Elmer UV-Vis Lambda 900裝置在 前述條件下在550nm的波長下確定的。
[0132] 關于光伏電池,該電池包括如上述描述的發光的復合物。
[0133] 更確切地說本發明可以涉及由晶態硅制成的常規的太陽能電池。它還可以用于稱 為"薄膜"太陽能電池的第二代太陽能電池,例如其是基于非晶態硅、碲化鎘(CdTe)或銅銦 鎵硒(CIGS)以及其同系物的電池。最后,它可以用于第三代電池,諸如有機光伏(0PV)系統 以及染料敏化太陽能電池(DSSC)。
[0134] 可以將通常以薄膜的形式的該復合物放置在電池的活性元件(active elements) 的前面,例如直接作為這些元件的封裝物或代替電池的玻璃或作為沉積在這種玻璃上的 層。電池的活性元件是將光能轉化為電能的元件。
[0135] 該復合物薄膜一旦固定在光伏電池上則使之有可能增加電池的活性元件的絕對 的光能至電能的轉化的效率(r)。它使之有可能將UV射線轉換成被活性元件吸收的可見輻 射,這增加了可以使用的太陽光子的數目。更確切地說,根據本發明的薄膜是使得施加根據 本發明的復合物薄膜的電池的絕對效率大于當施加相同厚度并且由相同的聚合物以及相 同的添加劑組成的但是不填充磷光體的復合物薄膜的電池的絕對效率:在附著的復合物薄 膜的存在下的電池的效率r>在相同厚度并且由相同的聚合物以及相同的添加劑組成但是 不填充磷光體的復合物薄膜的存在下的電池的效率(r ref)。該改進(r-rref)/rrefX100可以 是至少5%,或者甚至至少7%。
[0136] 因此本發明還涉及復合物薄膜用于增加光伏電池的光能到電能的轉化效率的用 途。
[0137] 本發明還涉及使用光伏電池用于將光能轉化至電能的方法,該方法在于借助于根 據本發明的復合物增加可以被用于將光能轉化成電能的活性元件使用的太陽光子的數目。
[0138] 查·
[0139] 實例 1
[0140] 磷光體的制備:
[0141] 在這個實例中使用的是如在申請W0 2009/115435的實例1中描述的并且具有化學 式Bao.gEuo.iMgAhoOn的磷光體。在此使用的產品是在烘箱中并且在60°C下干燥在實例1中 描述的濕磨步驟的結束時獲得的懸浮液之后獲得的粉末。在這種磷光體的制備中,沒有使 用助熔劑如MgF 2。
[0142] 通過激光衍射測量的該產品的平均尺寸是140μπι。該分散體的σ/m是0.6。
[0143] 從衍射線計算的對應于[102]面的相干區間的尺寸是lOlnm。因此,d50測量值/XRD 測量值等于140/101 = 1.386。觀察到d50(激光)的值與相干區間的尺寸的值(XRD)具有相同 的數量級,這證實了這些顆粒的單晶特征。
[0144] 該磷光體具有在500nm與750nm之間波長范圍內的最多8%的吸收。
[0145] 它的外量子效率在380nm的激發波長λΜ。下為51%。它的發射最大值位于450nm〇
[0146] 發光復合物的制備
[0147] 從696.5g的共聚多酯伊士曼(Copolyester Eastar)6763PET樹脂以及3 · 5g的上述 描述的磷光體的混合物制備復合物薄膜,其對應于〇. 5 %的重量比。
[0148] 在回轉圓筒混合機中首先混合該配制品,然后在Leistritz LSM 30/34類型的具 有34mm的直徑以及35的長/直徑比的共旋轉雙螺桿擠出機中擠出。擠出溫度是250°C。
[0149] 將這些薄膜在離開擠出機時直接加工。將片材模口安裝到會聚段上。這使之有可 能將擠出機的材料成形為300mm寬并且250μπι厚的片。
[0150] 該薄膜成形裝置由以下組成:
[0151] -調節在70°C溫度下的兩個滾筒,;
[0152] -六個"支持"滾筒,這些滾筒引導該薄膜至完成的產品儲存在其上的收卷滾筒。 [0153] 在可見光中的光學特征
[0154] 將所獲得的這些薄膜就總透射(TT)和擴散透射(DT)而言使用裝備有積分球的 Perkin Elmer UV-Vis Lambda 900分光計表征。該總的以及擴散的透射是在從450nm延伸 至800nm的范圍內測量的并且在0與100%之間歸一化。霧度是通過以下公式確定的:霧度 (%)=DT/TTX100〇
[0155] 該對比無-磷光體PET薄膜在整個波長范圍上具有90 %的總透射,同時該PET-磷光 體復合物薄膜在相同波長范圍內具有88.6%的總透射。上述給出的透射值顯示了該磷光體 的存在不能導致透明度的顯著改變。
[0156] 基于共輒聚合物的有機太陽能電池
[0157] 然后將上述提及的薄膜在0PV(有機光伏)裝置中測試。用于這個測試的太陽能電 池是具有在該前面上的陽極的直接結構(direct structure)。在覆蓋有ΙΤ0(銦錫氧化物) 透明導電性層的玻璃上,通過旋涂沉積PED0T-PSS (聚(3,4-乙烯二氧噻吩-聚磺苯乙烯)聚 合物薄膜。光敏薄膜由PCDTBT(聚[N-9 ' -十七烷基-2,7-咔唑-交替-5,5-(4,7-二-2-噻吩 基-2 ',Γ,3 ' -苯并噻二唑)組成,與PC70BM(甲基[6,6]-苯基-C7〇-丁酸酯)在氯仿:鄰-二氯 苯溶劑混合物中混合。沒有進行熱處理。
[0158] 最后,將陰極接頭通過掩模在高真空下進行熱蒸發,該掩膜在每個基底上限定了 6 個具有〇 .〇45cm2的活性比表面積(active surface area)的像素。每個像素對應于小的0PV 電池。
[0159] 電測試
[0160] 在手套箱外在包括石英窗口具有惰性氣氛的室中進行J/V測試。將該PET-磷光體 薄膜施加到這個石英窗口上。與通過施加該對比PET薄膜(沒有填充磷光體)進行的測量對 比,進行該PET-磷光體薄膜的測量。
[0161] 通過標準化的AM 1.5過濾器在當量為一個太陽輻射強度的照度下進行