发光太阳能聚光器的制造方法
发光太阳能聚光器的制造方法
【专利说明】发光太阳能聚光器
[0001] 本发明设及发光太阳能聚光器（luminescentsolarconcentrator)。
[0002] 更具体地，本发明设及包含含有至少一种光致发光化合物的水微乳液（aqueous microemulsion)的发光太阳能聚光器（LSC)。
[0003] 所述发光太阳能聚光器（LSC)可有利地用于太阳能装置（即用于开发利用太阳能 的装置）诸如例如，光伏电池（或太阳能电池）、光电解电池。所述发光太阳能聚光器（LSC) 还可有利地用于光伏窗（photovoltaicwindow)。
[0004] 在现有技术的水平中，开发利用太阳福射能的主要限制之一通过最佳地仅吸收具 有在窄光谱范围内的波长的福射的太阳能装置的能力表现。
[0005] 例如，对于从约300nm波长延伸至约2500nm波长的太阳福射光谱范围，例如，基于 晶体娃的光伏电池（或太阳能电池）在900-1100nm的范围内具有最佳的吸收区域（有效 光谱），而当暴露于其中波长低于约500皿的福射时，由于低于此限度变得显著的诱发的光 降解现象，聚合物光伏电池（或太阳能电池）可能受损。在从570皿至680皿（黄-澄）范 围内的光谱区域内，现有技术水平的太阳能装置的效率通常处于它的最大值。
[0006] 先前指出的缺点暗示了太阳能装置的受限的外量子效率巧犯)，所述外量子效率 定义为太阳能装置的半导体材料中产生的电子-空穴对的数目与入射在太阳能装置上的 光子的数目之间的比率。
[0007] 为了提高太阳能装置的外量子效率巧犯），已开发了装置，即发光太阳能聚光器 (LSC)，当其介入光福射源（太阳）和太阳能装置之间时，其选择性地吸收入射福射，所述入 射福射具有太阳能装置的有效光谱外的波长，再发射W光子的形式吸收的能量，所述光子 具有在有效光谱内的波长。当发光太阳能聚光器（LSC)再发射的光子的能量高于入射光子 的能量时，包括太阳能福射的吸收和随后的具有较低波长的光子的再发射的光致发光过程 还被称作"上转换"过程。相反地，当发光太阳能聚光器（LSC)发射的光子的能量低于入射 光子的能量时，光致发光过程被称作"下移"过程。
[000引现有技术发展水平中已知的发光太阳能聚光器（LSC)通常处于固态并且包括由 同样对感兴趣的福射透明的材料制成的支架（例如，透明玻璃或透明聚合物材料），该材料 包括由有机化合物或金属络合物组成的光致发光化合物。特别地，支架对具有在太阳能装 置的有效光谱内的频率的福射透明。
[0009] 所述光致发光化合物可作为薄膜沉积在玻璃支架上或，诸如在聚合物材料的情况 下，它们可在聚合物基体内分散。可选择地，聚合物基体可直接用光致发光发色团官能化。
[0010] 理想地，为了用于发光太阳能聚光器化SC)，光致发光化合物必须具有如下特征：
[0011] -高发光量子效率（〇)[(0)根据下面等式（1)被定义为发光分子每单位时间发 射的光子数目和吸收的光子数目之间的比率，并且具有等于1的最大值]:
[001引 （ft)=发射的光子数目/吸收的光子数目（1);
[0013] -宽吸收带；
[0014]-高摩尔消光系数（〇;
[0015]-发射带在光谱区内，其中太阳能装置最有效；
[0016] -吸收和发射带很好地分离，例如，其可由于定义为吸收带最大值的光谱位置和发 射带最大值的光谱位置之间差值的高斯托克斯位移（通常W频率单位（cnfi)计量）来获 得，W防止或最小化自吸现象。
[0017] 还已知处于液态的发光太阳能聚光器（LSC)。所述处于液态的发光太阳能聚光器 (LSC)通常由具有同样对感兴趣的福射透明的壁的容器（例如，透明玻璃或透明聚合材料） 构成，该容器填充有溶液，一般是有机溶剂诸如例如，甲苯、甲醇、己醇、氯仿、二氯苯中的溶 液，该溶液包含由有机化合物或金属络合物组成的光致发光化合物。特别地，所述壁对具有 在太阳能装置的有效光谱内的频率的福射透明。
[0018] 例如，在化olinY.等人公布在"JournalofAppliedPhysics" (2007)，第 101 卷，123114-1页-123114-9页的文章中描述了处于液态的发光太阳能聚光器（LSC)。在所 述的文章中，特别地，比较了包含半导体聚合物（例如，MDM0-PPV、MEH-D00PPV、红聚巧）或 "量子点"（例如，CdSe/化S，C地gTe)的发光太阳能聚光器（LSC)的性能与选作参考的包含 光致发光染料（即，罗丹明B)的发光太阳能聚光器（LSC)的性能。为了该个目的，上述半导 体聚合物溶于氯苯中，上述"量子点"分散于甲苯中，而罗丹明B溶于由碳酸丙締醋和己二 醇组成的混合物中。使用通过"弯曲"玻璃椿W形成矩形框架构造的"液体设备"并且将它 胶合在两个显微镜载片之间获得具有2.5cmx7. 5cmX0.5cm尺寸的"玻璃盒及通过后 来被密封的小开口将待分析化合物的溶液引入所述"玻璃盒"中来测量所述溶液的光效率。 获得的数据表明半导体聚合物（例如，MDM0-PPV、MEH-D00PPV、红聚巧）在发射带和吸收带 之间具有减少的重叠并且因此具有减少的自吸收；此外，可控制它们的吸收并且它们的寿 命在激发状态更长。另一方面，关于"量子点"，据信，市售的那些量子点因为它们具有高自 吸并且它们的量子产额低而不可方便地用作用于发光太阳能聚光器（LSC)的光致发光化 合物。在所述文章中，因此断言上述半导体聚合物可有利地用于发光太阳能聚光器（LSC) 中。
[0019] 在KennedyM.等人公布在"Proceedingsofthe2化(1EluropeanPhotovoltaic SolarElnergyConferenceandExhibition",第390 页-第393 页，2008年9 月 1-5 日，己伦 西亚，西班牙的文章中也描述了处于液态的发光太阳能聚光器化SC)。在所述文章中，相对 于包含单一染料的发光太阳能聚光器（LSC)，研究了包含合适浓度的不同染料W便增大太 阳光谱的吸收的发光太阳能聚光器（LSC)。然而，不同染料的使用具有缺点诸如例如，由于 自吸收效应的效率的损失。为了最优化用于包含多于一种染料的发光太阳能聚光器（LSC) 的构造的染料的类型和量，因此使用了适当修改的蒙特卡洛模型（Montecarlomodel)。然 后使用处于液态的发光太阳能聚光器（LSC)实验地校验该模型的预测，该是因为该些处于 液态的发光太阳能聚光器不像处于固态的那些发光太阳能聚光器，其一般由"渗杂"有光致 发光染料的透明聚合物组成，允许测量更简单和准确。对于所述目的，检验了不同浓度的 基于巧的染料在氯仿中的溶液和Basf染料（例如，Lumogen⑥黄170、澄240、红305)在 氯仿中的溶液。如此制备的溶液引入发光太阳能聚光器（LSC)中，所述发光太阳能聚光器 (LSC)由具有10cmX4cmX0.5cm的尺寸的石英比色皿和设置在比色皿一侧上的具有2cm X0.3cm的尺寸的娃光伏电池构成。
[0020] 从上述说明的内容，可推论的是，文献中已知的处于液态的发光太阳能聚光器 (LSC)具有小的尺寸和使用的溶剂相对减小的体积，适于实验室测量。因此，例如，适于太阳 能装置或适于光伏窗的处于液态的发光太阳能聚光器（LSC)的大规模制备，意味着不仅使 用大体积的有毒和/或易燃溶剂诸如例如，甲苯、二氯苯、氯仿、甲醇，还使用高量的光致发 光化合物，W获得相同的高浓度，W便改善太阳能装置的性能或包括所述发光太阳能聚光 器（LSC)的光伏窗的性能。
[0021] 因此本申请人已考虑找到能够克服上述缺点的处于液态的发光太阳能聚光器 (LSC)的问题。
[0022] 本申请人已发现可使用包含至少一种光致发光化合物的水微乳液获得处于液态 的发光太阳能聚光器（LSC)。所述水微乳液的使用允许限制有毒和/或易燃溶剂的使用。 此外，所述水微乳液的使用允许达到高浓度的局部光致发光化合物（即在微乳液的胶束内 高浓度的光致发光化合物），而不必采用高量的光致发光化合物。而且，所述水微乳液在它 们的寿命末期可容易地被替换，而不必替换整个太阳能装置或光伏窗，随之而来较低的维 护成本。如此获得的发光太阳能聚光器（LSC)能够改善太阳能装置诸如例如，光伏电池（或 太阳能电池）和光电解电池的性能。此外，所述发光太阳能聚光器（LSC)可有利地用于光 伏窗。
[0023] 因此本发明的目的设及包含含有至少一种光致发光化合物的水微乳液的发光太 阳能聚光器（LSC)。
[0024] 为了本说明书和下述权利要求的目的，除非另外规定，否则数值范围的定义总是 包括端值。
[0025] 为了本说明书和下述权利要求的目的，术语"包含"还包括术语"基本上由…组成" 或"由…组成"。
[0026] 为了本说明书和下述权利要求的目的，术语"微乳液"指被分散的相W胶束的形式 分布于分散相中的乳液，所述胶束具有在Inm至lOOnm范围 内，优选地在2nm至lOnm范围 内的直径。
[0027] 根据本发明的优选实施方案，所述水微乳液可包含：
[002引-相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计20 %至按重量计 90%，优选地从按重量计50 %至按重量计70 %的水；
[0029]-相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计3%至按重量计 25%，优选地从按重量计10%至按重量计15%的至少一种表面活性剂；
[0030] -相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计6%至按重量计 50%，优选地从按重量计20 %至按重量计30 %的至少一种助表面活性剂；
[0031] -相对于与水不混溶的有机溶剂+水的总重量，从按重量计1 %至按重量计90%， 优选地从按重量计5%至按重量计20%的至少一种与水不混溶的有机溶剂；
[0032]-相对于光致发光化合物+与水不混溶的有机溶剂的总重量，从按重量计0. 02% 至2%，优选地从按重量计0. 1 %至按重量计0. 5%的至少一种光致发光化合物。
[0033] 可用于本发明目的的光致发光化合物可选自在红外线中吸收并且在下文指出的 与水不混溶的有机溶剂中可溶且稳定的光致发光化合物。例如，可有利地用于本发明目的 的光致发光化合物为Basf的W商品名Lumogen?已知的化合物、在W本申请人名义的国 际专利申请W02011/048458中描述的并苯化合物、苯并唾二挫化合物。
[0034] 根据本发明的优选实施方案，所述光致发光化合物可选自，例如，苯并唾二挫化 合物、并苯化合物或其混合物。优选地，所述光致发光化合物可选自4, 7-二-2-唾吩 基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB)、9, 10-二苯基慈值PA)、或其混合物。
[0035] 根据本发明的优选实施方案，所述表面活性剂可选自阴离子型表面活性剂诸如例 如，十二烷基硫酸钢（SDS)、十八烷基硫酸钢、壬基酪離硫酸盐或其混合物。十二烷基硫酸钢 (SD巧是优选的。
[0036] 根据本发明的优选实施方案，所述助表面活性剂可选自，例如，醇诸如例如，1- 了 醇、1-戊醇、1-己醇、1-辛醇或其混合物。1- 了醇是优选的。
[0037] 根据本发明的优选实施方案，所述与水不混溶的有机溶剂可选自诸如例如，甲苯、 环己烧、庚烧或其混合物的与水不混溶的有机溶剂。甲苯是优选的。
[003引上述微乳液可根据本领域中已知的如下描述的方法制备，例如；LangJ.等人，在"Journalof化ysicalQiemistry" (1980)，第 84 卷（12) ,1541-1547 页；RamosG.R.等 人，在"Anal}fticaQiimicaActa"(1988)，第 208 卷，1-19 页；ShaoG.Q.等人，在"Qiinese QiemicalLetters" (2001)，第 12 卷（12) ,1109-1112 页；OliveiraM.E.C.D.R.等人，在 "JournalofMolecularStruc1:ure" (2001)，第 563-564 卷，443-447 页。
[0039] 根据本发明的优选实施方案，所述发光太阳能聚光器（LSC)包括：
[0040] -W透明材料的用于液体的电池（cell),所述电池具有四个侧面并且在四个侧面 中的至少一个侧面上，优选地在相同侧面上设置有至少一个孔，优选地两个孔.
[0041] -包含至少一种光致发光化合物的至少一种水微乳液，所述至少一种水微乳液容 纳在所述用于液体的电池内。
[0042] 可用于本发明目的的透明材料必须选自必须不溶于容纳在所述用于液体的电池 中的水微乳液、必须不与所述水微乳液相互作用并且必须在发光太阳能聚光器的使用温度 下并且更一般地在它被使用的环境条件下稳定的透明材料。
[0043] 根据本发明的优选实施方案，所述透明材料可选自，例如：透明玻璃诸如例如，二 氧化娃、石英、氧化侣、二氧化铁或其混合物。二氧化娃、石英是优选的。
[0044] 所述水微乳液在上面定义。
[0045] 所述发光太阳能聚光器（LSC)可通过本领域已知的如下描述的方法制备，例如， 在上述指出KennedyM.等人的文章中，其公布在"Proceedingsofthe2化dEluropean PhotovoltaicSolarElnergyConferenceandExhibition", 390 页-393 页，2008 年 9 月 1-5日，己伦西亚。
[0046] 本发明的另外的目的设及包括发光太阳能聚光器（LSC)的太阳能装置，所述发光 太阳能聚光器（LSC)包含含有至少一种光致发光化合物的水微乳液。
[0047] 根据另外的方面，本发明设及包括定位在发光太阳能聚光器（LSC)的边缘上的至 少一个光伏电池（或太阳能电池）或至少一个光电解电池的太阳能装置，所述发光太阳能 聚光器（LSC)包括；
[0048] 透明材料的用于液体的电池，所述电池具有四个侧面并且在四个侧面中的至 少一个侧面上，优选地在相同侧面上设置有至少一个孔，优选地两个孔；
[0049] -至少一种水微乳液，其包含至少一种光致发光化合物，所述至少一种水微乳液容 纳在所述用于液体的电池内。
[0化0] 所述透明材料和所述水微乳液在上面定义。
[0化1] 现在将参照下文提供的图1通过实施方案的方式更详细地说明本发明。
[0052] 图1显示了本发明的发光太阳能聚光器（LSC) (1)物体的前视图（la)和本发明的 太阳能装置（2)物体的侧视图（lb)。
[005引对于图1中表示的前视图（la)，发光太阳能聚光器（LSC) (1)包括由透明材料（例 如，石英）制成的用于液体的电池（2)，其上部侧面上的两个孔（图1中未示出）用两个塞 子（3)封闭；容纳在所述用于液体的电池（2)内的包含至少一种光致发光化合物[例如， 4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB)，或4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫 值TB)和9, 10-二苯基慈值PA)的混合物]的水微乳液（4)。
[0054]对于图1中表示的侧视图仙），太阳能装置妨包括太阳能聚光器，所述太阳能 聚光器包括由透明材料（例如，石英）制成的用于液体的电池（2)，其上部侧面上的两个孔 (图1中未示出）用两个塞子（3)[在侧视图（化）中只可见一个塞子]封闭；容纳在所述用 于液体的电池内的包含至少一种光致发光化合物[例如，4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并 唾二挫值TB)，或4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB)和9, 10-二苯基慈值PA) 的混合物]的水微乳液（4);定位在所述用于液体的电池（2)的侧面之一上的光伏电池（或 太阳能电池）化）[例如，娃光伏电池（或太阳能电池）];连接至所述光伏电池（或太阳能 电池）（6)的安培计（7)。
[0化5] 为了更好理解本发明和其实践实施方案，下文提供了一些说明性和非限制性的实 施例。
[0化6] 在下面的实施例中，使用了W下列举的分析技术和表征方法。
[0化7] 析射指撒（nD)
[00郎]使用ATAGORX7000CX折射计，在20°C和等于589. 3nm的波长（A)[钢灯（化）入 射光的波长（A)]下操作，测量获得的含有至少一种光致发光化合物的水微乳液的折射指 数。
[0059] 胶束半径（rm)
[0060] 在直径等于0. 22ym的过滤器上过滤的微乳液上使用Zeta粒度仪狂etasizer granulometer) (PCS-测量角度173° )，测量获得的含有至少一种光致发光化合物的水微 乳液的胶束半径。
[0061] 在下面的实施例中：
[006引-如W本申请人名义的国际专利申请W0 2012/007834的实施例1中描述来合成 4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB);
[0063] -9, 10-二苯基慈（DPA)为Si卵a-Al化ich的。
[0064] 连施例1
[00化]舍有4. 7-二-2-嚷晚甚-2. 1. 3-龙并嚷二畔化TB)的微到，液的制各[006引微到，液EM2-EM3 -EM4-EM5 -EM6 -EM9 -EM12 -EM15
[0067]十二烷基硫酸钢（50巧（4(31'〇3〇巧3]1；[08 98%)在纯水]\1;[1110(]\1〇-]\1;[111口0'6)中 的13ml的0. 6M溶液被倒入100ml烧瓶中。随后依次添加5. 7ml的1-了醇（Acros化ganics 99 % )和4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB)在甲苯（CarloErba)中的W合适 的浓度的合适体积（体积》?)的溶液，W便获得4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫在 微乳液中的浓度（[018]微乳液）， 该浓度等于2义1〇-31巧12、613、614、615、616、6112和6115)， 或等于3. 3x10-4M(EM9);溶液的量（体积溶液）、4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫的 浓度值TB浓度）和4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫在微乳液中的浓度（[DTB]微乳液） 示于表1。
[0068] 使获得的微乳液经历如上所述操作的折射指数（nD)和胶束半径（rm)[在微乳液 EM2、EM3和EM4的情况下未测量胶束半径（rm)]的测量；获得的数据报告于表1。
[00~]微到，液EM7-EM8
[0070] 十二烷基硫酸钢（SD巧（AcrosOrganics98% )在纯水MilliQ(MQ-Millipore) 中的10ml的0. 95M溶液被倒入100ml烧瓶中。随后依次添加6. 7ml的1- 了醇（Acros Organics99%)和4, 7-二-2-唾吩基-2, 1,3-苯并唾二挫在甲苯（CarloErba)中的W合 适的浓度的合适体积（体积》?)的溶液，W便获得4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫 在微乳液中的浓度（扣TB]巾液），该浓度等于2x1(T3M;溶液的量（体积液）、4,7-二-2-唾 吩基-2, 1，3-苯并唾二挫的浓度值TB浓度）和4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫在微 乳液中的浓度（扣TB]?^)报告于表1。
[0071] 使获得的微乳液经历如上所述操作的折射指数（nD)和胶束半径（rm)的测量：报 告的数据示于表1。
[00。]连施例2
[0073] 舍有4. 7-二-2-嚷晚甚-2. 1. 3-龙并嚷二畔化TB)巧9. 10-二龙甚黃化PA)的 微到，液的制各
[0074]微到，液EM10-EM14
[0075] 十二烷基硫酸钢（SD巧（AcrosOrganics98% )在纯水MilliQ(MQ-Millipore) 中的13ml的0. 6M溶液被倒入100ml烧瓶中。随后依次添加5. 7ml的1- 了醇（Acros Organics99% )W及4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫和9, 10-二苯基慈值PA)在 甲苯（CarloErba)中的W合适的浓度值TB浓a和DPA浓a)的合适体积（体积溶液）的溶液， W便获得4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值BT)在微乳液中的浓度（[DTB]微乳液）， 该浓度等于1. 8x1(T3M; ^及9, 10-二苯基慈0PA)在微乳液中的浓度，该浓度 等于1. 8x10-3M;溶液的量（体积溶液）、4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫的浓度值TB 浓度）和9, 10-二苯基慈值PA)的浓度值PA浓度），W及4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二 挫在微乳液中的浓度和9, 10-二苯基慈在微乳液中的浓度UDPA];;:ka?)报告 于表2。
[0076] 使获得的微乳液经历如上所述操作的折射指数（nD)和胶束半径（rm)的测量：获 得的数据报告于表2。
[0077] 连施例3
[007引 对T率颁1|:量（P旱女巧I
[0079] 使用具有10cmX10cmX0.6cm的尺寸的填充有8. 1ml待分析的微乳液的化lima 石英比色皿（光程；lmm)来实施如W上在实施例1和实施例2中描述的获得的微乳液的功 率测量。连接至安培计的具有1. 2cm2表面的光伏电池IXYS-X0D17施用在比色皿的边缘上。
[0080] 然后W光源照亮比色皿的表面持续10秒，所述光源使用功率等于1太阳（1000W/ m2)的装备有550瓦特的氣灯的型号为SUN2000的ABET太阳模拟器。实施第一测量，照亮 整个比色皿（10cmX10cm)并且测量由于照明产生的电功率。
[0081] 然后，通过用不透明涂层（掩蔽），在距光伏电池被固定在其上的边缘渐增的距离 处，覆盖具有可变面积的比色皿的表面，实施功率测量（总共11次测量）。在可变屏蔽条件 下实施的该些测量，允许量化并且然后减去由于支架的可能的波导、边缘或多个扩散效应 的贡献。
[0082] 记录被照亮的比色皿的每个部分的光强度曲线（W安培计量）-产生的电流（W 伏特计量）（示于图2的曲线I/V)，并且由此计算光伏电池的有效功率（示于图3的曲线）： 随后归一化被照亮的表面的每cm2的有效功率（P 并且获得的值报告于表1和表2。
[0083]表1
[0084]
[0085] (a) ;5个月后测量的折射指数（址）；
[0086] W ;2个月后测量的折射指数（址）。
[0087]表2 [008引
【主权项】
1. 一种发光太阳能聚光器（LSC)，所述发光太阳能聚光器（LSC)包含含有至少一种光 致发光化合物的水微乳液。2. 根据权利要求1所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液包含： -相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计20%至按重量计90% 的水； -相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计3 %至按重量计25 %的 至少一种表面活性剂； -相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计6 %至按重量计50 %的 至少一种助表面活性剂； -相对于与水不混溶的有机溶剂+水的总重量，从按重量计1%至按重量计90%的至少 一种与水不混溶的有机溶剂； -相对于光致发光化合物+与水不混溶的有机溶剂的总重量，从按重量计〇. 02%至按 重量计2%的至少一种光致发光化合物。3. 根据权利要求2所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液包含相对于表 面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计50%至按重量计70%的水。4. 根据权利要求2或3所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液包含相对 于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计10%至按重量计15%的至少一种 表面活性剂。5. 根据权利要求2至4中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液 包含相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计20%至按重量计30%的 至少一种助表面活性剂。6. 根据权利要求2至5中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液 包含相对于与水不混溶的有机溶剂+水的总重量，从按重量计5%至按重量计20%的至少 一种与水不混溶的有机溶剂。7. 根据权利要求2至6中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液 包含相对于光致发光化合物+与水不混溶的有机溶剂的总重量，从按重量计〇. 1 %至按重 量计0. 5%的至少一种光致发光化合物。8. 根据前述权利要求中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述光致发光化 合物选自苯并噻二唑化合物、并苯化合物或其混合物。9. 根据权利要求2至8中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述表面活性 剂选自阴离子型表面活性剂诸如十二烷基硫酸钠（SDS)、十八烷基硫酸钠、壬基酚醚硫酸 盐，或其混合物。10. 根据权利要求2至9中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述助表面活 性剂选自醇诸如1-丁醇、1-戊醇、1-己醇、1-辛醇或其混合物。11. 根据权利要求2至10中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述与水不 混溶的有机溶剂选自诸如甲苯、环己烷、庚烷或其混合物的与水不混溶的有机溶剂。12. -种发光太阳能聚光器（LSC)，其包括： -以透明材料的用于液体的电池，所述电池具有四个侧面并且在所述四个侧面中的至 少一个侧面上，优选地在相同侧面上设置有至少一个孔，优选地两个孔； -至少一种水微乳液，其包含至少一种光致发光化合物，所述至少一种水微乳液容纳在 所述用于液体的电池内，所述水微乳液由权利要求2至11中任一项定义。13. 根据权利要求12所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述透明材料选自：透明玻 璃诸如二氧化硅、石英、氧化铝、二氧化钛或其混合物。14. 一种太阳能装置，所述太阳能装置包括定位在根据前述权利要求中任一项所述的 发光太阳能聚光器（LSC)的边缘上的至少一个光伏电池（或太阳能电池）或至少一个光电 解电池。
【专利摘要】本发明涉及发光太阳能聚光器(LSC)，其包含含有至少一种光致发光化合物的水微乳液。所述发光太阳能聚光器(LSC)可有利地用于太阳能装置(即用于开发利用太阳能的装置)，诸如例如，光伏电池(或太阳能电池)、光电解电池。所述发光太阳能聚光器(LSC)还可有利地用于光伏窗。
【IPC分类】H01L31/054
【公开号】CN104904022
【申请号】CN201380067787
【发明人】利里亚纳·吉拉, R·法斯考, 埃米利奥·卢切尔利
【申请人】艾尼股份公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】EP2939274A1, WO2014102742A1
【专利说明】发光太阳能聚光器
[0001] 本发明设及发光太阳能聚光器（luminescentsolarconcentrator)。
[0002] 更具体地，本发明设及包含含有至少一种光致发光化合物的水微乳液（aqueous microemulsion)的发光太阳能聚光器（LSC)。
[0003] 所述发光太阳能聚光器（LSC)可有利地用于太阳能装置（即用于开发利用太阳能 的装置）诸如例如，光伏电池（或太阳能电池）、光电解电池。所述发光太阳能聚光器（LSC) 还可有利地用于光伏窗（photovoltaicwindow)。
[0004] 在现有技术的水平中，开发利用太阳福射能的主要限制之一通过最佳地仅吸收具 有在窄光谱范围内的波长的福射的太阳能装置的能力表现。
[0005] 例如，对于从约300nm波长延伸至约2500nm波长的太阳福射光谱范围，例如，基于 晶体娃的光伏电池（或太阳能电池）在900-1100nm的范围内具有最佳的吸收区域（有效 光谱），而当暴露于其中波长低于约500皿的福射时，由于低于此限度变得显著的诱发的光 降解现象，聚合物光伏电池（或太阳能电池）可能受损。在从570皿至680皿（黄-澄）范 围内的光谱区域内，现有技术水平的太阳能装置的效率通常处于它的最大值。
[0006] 先前指出的缺点暗示了太阳能装置的受限的外量子效率巧犯)，所述外量子效率 定义为太阳能装置的半导体材料中产生的电子-空穴对的数目与入射在太阳能装置上的 光子的数目之间的比率。
[0007] 为了提高太阳能装置的外量子效率巧犯），已开发了装置，即发光太阳能聚光器 (LSC)，当其介入光福射源（太阳）和太阳能装置之间时，其选择性地吸收入射福射，所述入 射福射具有太阳能装置的有效光谱外的波长，再发射W光子的形式吸收的能量，所述光子 具有在有效光谱内的波长。当发光太阳能聚光器（LSC)再发射的光子的能量高于入射光子 的能量时，包括太阳能福射的吸收和随后的具有较低波长的光子的再发射的光致发光过程 还被称作"上转换"过程。相反地，当发光太阳能聚光器（LSC)发射的光子的能量低于入射 光子的能量时，光致发光过程被称作"下移"过程。
[000引现有技术发展水平中已知的发光太阳能聚光器（LSC)通常处于固态并且包括由 同样对感兴趣的福射透明的材料制成的支架（例如，透明玻璃或透明聚合物材料），该材料 包括由有机化合物或金属络合物组成的光致发光化合物。特别地，支架对具有在太阳能装 置的有效光谱内的频率的福射透明。
[0009] 所述光致发光化合物可作为薄膜沉积在玻璃支架上或，诸如在聚合物材料的情况 下，它们可在聚合物基体内分散。可选择地，聚合物基体可直接用光致发光发色团官能化。
[0010] 理想地，为了用于发光太阳能聚光器化SC)，光致发光化合物必须具有如下特征：
[0011] -高发光量子效率（〇)[(0)根据下面等式（1)被定义为发光分子每单位时间发 射的光子数目和吸收的光子数目之间的比率，并且具有等于1的最大值]:
[001引 （ft)=发射的光子数目/吸收的光子数目（1);
[0013] -宽吸收带；
[0014]-高摩尔消光系数（〇;
[0015]-发射带在光谱区内，其中太阳能装置最有效；
[0016] -吸收和发射带很好地分离，例如，其可由于定义为吸收带最大值的光谱位置和发 射带最大值的光谱位置之间差值的高斯托克斯位移（通常W频率单位（cnfi)计量）来获 得，W防止或最小化自吸现象。
[0017] 还已知处于液态的发光太阳能聚光器（LSC)。所述处于液态的发光太阳能聚光器 (LSC)通常由具有同样对感兴趣的福射透明的壁的容器（例如，透明玻璃或透明聚合材料） 构成，该容器填充有溶液，一般是有机溶剂诸如例如，甲苯、甲醇、己醇、氯仿、二氯苯中的溶 液，该溶液包含由有机化合物或金属络合物组成的光致发光化合物。特别地，所述壁对具有 在太阳能装置的有效光谱内的频率的福射透明。
[0018] 例如，在化olinY.等人公布在"JournalofAppliedPhysics" (2007)，第 101 卷，123114-1页-123114-9页的文章中描述了处于液态的发光太阳能聚光器（LSC)。在所 述的文章中，特别地，比较了包含半导体聚合物（例如，MDM0-PPV、MEH-D00PPV、红聚巧）或 "量子点"（例如，CdSe/化S，C地gTe)的发光太阳能聚光器（LSC)的性能与选作参考的包含 光致发光染料（即，罗丹明B)的发光太阳能聚光器（LSC)的性能。为了该个目的，上述半导 体聚合物溶于氯苯中，上述"量子点"分散于甲苯中，而罗丹明B溶于由碳酸丙締醋和己二 醇组成的混合物中。使用通过"弯曲"玻璃椿W形成矩形框架构造的"液体设备"并且将它 胶合在两个显微镜载片之间获得具有2.5cmx7. 5cmX0.5cm尺寸的"玻璃盒及通过后 来被密封的小开口将待分析化合物的溶液引入所述"玻璃盒"中来测量所述溶液的光效率。 获得的数据表明半导体聚合物（例如，MDM0-PPV、MEH-D00PPV、红聚巧）在发射带和吸收带 之间具有减少的重叠并且因此具有减少的自吸收；此外，可控制它们的吸收并且它们的寿 命在激发状态更长。另一方面，关于"量子点"，据信，市售的那些量子点因为它们具有高自 吸并且它们的量子产额低而不可方便地用作用于发光太阳能聚光器（LSC)的光致发光化 合物。在所述文章中，因此断言上述半导体聚合物可有利地用于发光太阳能聚光器（LSC) 中。
[0019] 在KennedyM.等人公布在"Proceedingsofthe2化(1EluropeanPhotovoltaic SolarElnergyConferenceandExhibition",第390 页-第393 页，2008年9 月 1-5 日，己伦 西亚，西班牙的文章中也描述了处于液态的发光太阳能聚光器化SC)。在所述文章中，相对 于包含单一染料的发光太阳能聚光器（LSC)，研究了包含合适浓度的不同染料W便增大太 阳光谱的吸收的发光太阳能聚光器（LSC)。然而，不同染料的使用具有缺点诸如例如，由于 自吸收效应的效率的损失。为了最优化用于包含多于一种染料的发光太阳能聚光器（LSC) 的构造的染料的类型和量，因此使用了适当修改的蒙特卡洛模型（Montecarlomodel)。然 后使用处于液态的发光太阳能聚光器（LSC)实验地校验该模型的预测，该是因为该些处于 液态的发光太阳能聚光器不像处于固态的那些发光太阳能聚光器，其一般由"渗杂"有光致 发光染料的透明聚合物组成，允许测量更简单和准确。对于所述目的，检验了不同浓度的 基于巧的染料在氯仿中的溶液和Basf染料（例如，Lumogen⑥黄170、澄240、红305)在 氯仿中的溶液。如此制备的溶液引入发光太阳能聚光器（LSC)中，所述发光太阳能聚光器 (LSC)由具有10cmX4cmX0.5cm的尺寸的石英比色皿和设置在比色皿一侧上的具有2cm X0.3cm的尺寸的娃光伏电池构成。
[0020] 从上述说明的内容，可推论的是，文献中已知的处于液态的发光太阳能聚光器 (LSC)具有小的尺寸和使用的溶剂相对减小的体积，适于实验室测量。因此，例如，适于太阳 能装置或适于光伏窗的处于液态的发光太阳能聚光器（LSC)的大规模制备，意味着不仅使 用大体积的有毒和/或易燃溶剂诸如例如，甲苯、二氯苯、氯仿、甲醇，还使用高量的光致发 光化合物，W获得相同的高浓度，W便改善太阳能装置的性能或包括所述发光太阳能聚光 器（LSC)的光伏窗的性能。
[0021] 因此本申请人已考虑找到能够克服上述缺点的处于液态的发光太阳能聚光器 (LSC)的问题。
[0022] 本申请人已发现可使用包含至少一种光致发光化合物的水微乳液获得处于液态 的发光太阳能聚光器（LSC)。所述水微乳液的使用允许限制有毒和/或易燃溶剂的使用。 此外，所述水微乳液的使用允许达到高浓度的局部光致发光化合物（即在微乳液的胶束内 高浓度的光致发光化合物），而不必采用高量的光致发光化合物。而且，所述水微乳液在它 们的寿命末期可容易地被替换，而不必替换整个太阳能装置或光伏窗，随之而来较低的维 护成本。如此获得的发光太阳能聚光器（LSC)能够改善太阳能装置诸如例如，光伏电池（或 太阳能电池）和光电解电池的性能。此外，所述发光太阳能聚光器（LSC)可有利地用于光 伏窗。
[0023] 因此本发明的目的设及包含含有至少一种光致发光化合物的水微乳液的发光太 阳能聚光器（LSC)。
[0024] 为了本说明书和下述权利要求的目的，除非另外规定，否则数值范围的定义总是 包括端值。
[0025] 为了本说明书和下述权利要求的目的，术语"包含"还包括术语"基本上由…组成" 或"由…组成"。
[0026] 为了本说明书和下述权利要求的目的，术语"微乳液"指被分散的相W胶束的形式 分布于分散相中的乳液，所述胶束具有在Inm至lOOnm范围 内，优选地在2nm至lOnm范围 内的直径。
[0027] 根据本发明的优选实施方案，所述水微乳液可包含：
[002引-相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计20 %至按重量计 90%，优选地从按重量计50 %至按重量计70 %的水；
[0029]-相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计3%至按重量计 25%，优选地从按重量计10%至按重量计15%的至少一种表面活性剂；
[0030] -相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计6%至按重量计 50%，优选地从按重量计20 %至按重量计30 %的至少一种助表面活性剂；
[0031] -相对于与水不混溶的有机溶剂+水的总重量，从按重量计1 %至按重量计90%， 优选地从按重量计5%至按重量计20%的至少一种与水不混溶的有机溶剂；
[0032]-相对于光致发光化合物+与水不混溶的有机溶剂的总重量，从按重量计0. 02% 至2%，优选地从按重量计0. 1 %至按重量计0. 5%的至少一种光致发光化合物。
[0033] 可用于本发明目的的光致发光化合物可选自在红外线中吸收并且在下文指出的 与水不混溶的有机溶剂中可溶且稳定的光致发光化合物。例如，可有利地用于本发明目的 的光致发光化合物为Basf的W商品名Lumogen?已知的化合物、在W本申请人名义的国 际专利申请W02011/048458中描述的并苯化合物、苯并唾二挫化合物。
[0034] 根据本发明的优选实施方案，所述光致发光化合物可选自，例如，苯并唾二挫化 合物、并苯化合物或其混合物。优选地，所述光致发光化合物可选自4, 7-二-2-唾吩 基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB)、9, 10-二苯基慈值PA)、或其混合物。
[0035] 根据本发明的优选实施方案，所述表面活性剂可选自阴离子型表面活性剂诸如例 如，十二烷基硫酸钢（SDS)、十八烷基硫酸钢、壬基酪離硫酸盐或其混合物。十二烷基硫酸钢 (SD巧是优选的。
[0036] 根据本发明的优选实施方案，所述助表面活性剂可选自，例如，醇诸如例如，1- 了 醇、1-戊醇、1-己醇、1-辛醇或其混合物。1- 了醇是优选的。
[0037] 根据本发明的优选实施方案，所述与水不混溶的有机溶剂可选自诸如例如，甲苯、 环己烧、庚烧或其混合物的与水不混溶的有机溶剂。甲苯是优选的。
[003引上述微乳液可根据本领域中已知的如下描述的方法制备，例如；LangJ.等人，在"Journalof化ysicalQiemistry" (1980)，第 84 卷（12) ,1541-1547 页；RamosG.R.等 人，在"Anal}fticaQiimicaActa"(1988)，第 208 卷，1-19 页；ShaoG.Q.等人，在"Qiinese QiemicalLetters" (2001)，第 12 卷（12) ,1109-1112 页；OliveiraM.E.C.D.R.等人，在 "JournalofMolecularStruc1:ure" (2001)，第 563-564 卷，443-447 页。
[0039] 根据本发明的优选实施方案，所述发光太阳能聚光器（LSC)包括：
[0040] -W透明材料的用于液体的电池（cell),所述电池具有四个侧面并且在四个侧面 中的至少一个侧面上，优选地在相同侧面上设置有至少一个孔，优选地两个孔.
[0041] -包含至少一种光致发光化合物的至少一种水微乳液，所述至少一种水微乳液容 纳在所述用于液体的电池内。
[0042] 可用于本发明目的的透明材料必须选自必须不溶于容纳在所述用于液体的电池 中的水微乳液、必须不与所述水微乳液相互作用并且必须在发光太阳能聚光器的使用温度 下并且更一般地在它被使用的环境条件下稳定的透明材料。
[0043] 根据本发明的优选实施方案，所述透明材料可选自，例如：透明玻璃诸如例如，二 氧化娃、石英、氧化侣、二氧化铁或其混合物。二氧化娃、石英是优选的。
[0044] 所述水微乳液在上面定义。
[0045] 所述发光太阳能聚光器（LSC)可通过本领域已知的如下描述的方法制备，例如， 在上述指出KennedyM.等人的文章中，其公布在"Proceedingsofthe2化dEluropean PhotovoltaicSolarElnergyConferenceandExhibition", 390 页-393 页，2008 年 9 月 1-5日，己伦西亚。
[0046] 本发明的另外的目的设及包括发光太阳能聚光器（LSC)的太阳能装置，所述发光 太阳能聚光器（LSC)包含含有至少一种光致发光化合物的水微乳液。
[0047] 根据另外的方面，本发明设及包括定位在发光太阳能聚光器（LSC)的边缘上的至 少一个光伏电池（或太阳能电池）或至少一个光电解电池的太阳能装置，所述发光太阳能 聚光器（LSC)包括；
[0048] 透明材料的用于液体的电池，所述电池具有四个侧面并且在四个侧面中的至 少一个侧面上，优选地在相同侧面上设置有至少一个孔，优选地两个孔；
[0049] -至少一种水微乳液，其包含至少一种光致发光化合物，所述至少一种水微乳液容 纳在所述用于液体的电池内。
[0化0] 所述透明材料和所述水微乳液在上面定义。
[0化1] 现在将参照下文提供的图1通过实施方案的方式更详细地说明本发明。
[0052] 图1显示了本发明的发光太阳能聚光器（LSC) (1)物体的前视图（la)和本发明的 太阳能装置（2)物体的侧视图（lb)。
[005引对于图1中表示的前视图（la)，发光太阳能聚光器（LSC) (1)包括由透明材料（例 如，石英）制成的用于液体的电池（2)，其上部侧面上的两个孔（图1中未示出）用两个塞 子（3)封闭；容纳在所述用于液体的电池（2)内的包含至少一种光致发光化合物[例如， 4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB)，或4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫 值TB)和9, 10-二苯基慈值PA)的混合物]的水微乳液（4)。
[0054]对于图1中表示的侧视图仙），太阳能装置妨包括太阳能聚光器，所述太阳能 聚光器包括由透明材料（例如，石英）制成的用于液体的电池（2)，其上部侧面上的两个孔 (图1中未示出）用两个塞子（3)[在侧视图（化）中只可见一个塞子]封闭；容纳在所述用 于液体的电池内的包含至少一种光致发光化合物[例如，4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并 唾二挫值TB)，或4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB)和9, 10-二苯基慈值PA) 的混合物]的水微乳液（4);定位在所述用于液体的电池（2)的侧面之一上的光伏电池（或 太阳能电池）化）[例如，娃光伏电池（或太阳能电池）];连接至所述光伏电池（或太阳能 电池）（6)的安培计（7)。
[0化5] 为了更好理解本发明和其实践实施方案，下文提供了一些说明性和非限制性的实 施例。
[0化6] 在下面的实施例中，使用了W下列举的分析技术和表征方法。
[0化7] 析射指撒（nD)
[00郎]使用ATAGORX7000CX折射计，在20°C和等于589. 3nm的波长（A)[钢灯（化）入 射光的波长（A)]下操作，测量获得的含有至少一种光致发光化合物的水微乳液的折射指 数。
[0059] 胶束半径（rm)
[0060] 在直径等于0. 22ym的过滤器上过滤的微乳液上使用Zeta粒度仪狂etasizer granulometer) (PCS-测量角度173° )，测量获得的含有至少一种光致发光化合物的水微 乳液的胶束半径。
[0061] 在下面的实施例中：
[006引-如W本申请人名义的国际专利申请W0 2012/007834的实施例1中描述来合成 4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB);
[0063] -9, 10-二苯基慈（DPA)为Si卵a-Al化ich的。
[0064] 连施例1
[00化]舍有4. 7-二-2-嚷晚甚-2. 1. 3-龙并嚷二畔化TB)的微到，液的制各[006引微到，液EM2-EM3 -EM4-EM5 -EM6 -EM9 -EM12 -EM15
[0067]十二烷基硫酸钢（50巧（4(31'〇3〇巧3]1；[08 98%)在纯水]\1;[1110(]\1〇-]\1;[111口0'6)中 的13ml的0. 6M溶液被倒入100ml烧瓶中。随后依次添加5. 7ml的1-了醇（Acros化ganics 99 % )和4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值TB)在甲苯（CarloErba)中的W合适 的浓度的合适体积（体积》?)的溶液，W便获得4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫在 微乳液中的浓度（[018]微乳液）， 该浓度等于2义1〇-31巧12、613、614、615、616、6112和6115)， 或等于3. 3x10-4M(EM9);溶液的量（体积溶液）、4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫的 浓度值TB浓度）和4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫在微乳液中的浓度（[DTB]微乳液） 示于表1。
[0068] 使获得的微乳液经历如上所述操作的折射指数（nD)和胶束半径（rm)[在微乳液 EM2、EM3和EM4的情况下未测量胶束半径（rm)]的测量；获得的数据报告于表1。
[00~]微到，液EM7-EM8
[0070] 十二烷基硫酸钢（SD巧（AcrosOrganics98% )在纯水MilliQ(MQ-Millipore) 中的10ml的0. 95M溶液被倒入100ml烧瓶中。随后依次添加6. 7ml的1- 了醇（Acros Organics99%)和4, 7-二-2-唾吩基-2, 1,3-苯并唾二挫在甲苯（CarloErba)中的W合 适的浓度的合适体积（体积》?)的溶液，W便获得4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫 在微乳液中的浓度（扣TB]巾液），该浓度等于2x1(T3M;溶液的量（体积液）、4,7-二-2-唾 吩基-2, 1，3-苯并唾二挫的浓度值TB浓度）和4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫在微 乳液中的浓度（扣TB]?^)报告于表1。
[0071] 使获得的微乳液经历如上所述操作的折射指数（nD)和胶束半径（rm)的测量：报 告的数据示于表1。
[00。]连施例2
[0073] 舍有4. 7-二-2-嚷晚甚-2. 1. 3-龙并嚷二畔化TB)巧9. 10-二龙甚黃化PA)的 微到，液的制各
[0074]微到，液EM10-EM14
[0075] 十二烷基硫酸钢（SD巧（AcrosOrganics98% )在纯水MilliQ(MQ-Millipore) 中的13ml的0. 6M溶液被倒入100ml烧瓶中。随后依次添加5. 7ml的1- 了醇（Acros Organics99% )W及4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫和9, 10-二苯基慈值PA)在 甲苯（CarloErba)中的W合适的浓度值TB浓a和DPA浓a)的合适体积（体积溶液）的溶液， W便获得4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫值BT)在微乳液中的浓度（[DTB]微乳液）， 该浓度等于1. 8x1(T3M; ^及9, 10-二苯基慈0PA)在微乳液中的浓度，该浓度 等于1. 8x10-3M;溶液的量（体积溶液）、4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二挫的浓度值TB 浓度）和9, 10-二苯基慈值PA)的浓度值PA浓度），W及4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯并唾二 挫在微乳液中的浓度和9, 10-二苯基慈在微乳液中的浓度UDPA];;:ka?)报告 于表2。
[0076] 使获得的微乳液经历如上所述操作的折射指数（nD)和胶束半径（rm)的测量：获 得的数据报告于表2。
[0077] 连施例3
[007引 对T率颁1|:量（P旱女巧I
[0079] 使用具有10cmX10cmX0.6cm的尺寸的填充有8. 1ml待分析的微乳液的化lima 石英比色皿（光程；lmm)来实施如W上在实施例1和实施例2中描述的获得的微乳液的功 率测量。连接至安培计的具有1. 2cm2表面的光伏电池IXYS-X0D17施用在比色皿的边缘上。
[0080] 然后W光源照亮比色皿的表面持续10秒，所述光源使用功率等于1太阳（1000W/ m2)的装备有550瓦特的氣灯的型号为SUN2000的ABET太阳模拟器。实施第一测量，照亮 整个比色皿（10cmX10cm)并且测量由于照明产生的电功率。
[0081] 然后，通过用不透明涂层（掩蔽），在距光伏电池被固定在其上的边缘渐增的距离 处，覆盖具有可变面积的比色皿的表面，实施功率测量（总共11次测量）。在可变屏蔽条件 下实施的该些测量，允许量化并且然后减去由于支架的可能的波导、边缘或多个扩散效应 的贡献。
[0082] 记录被照亮的比色皿的每个部分的光强度曲线（W安培计量）-产生的电流（W 伏特计量）（示于图2的曲线I/V)，并且由此计算光伏电池的有效功率（示于图3的曲线）： 随后归一化被照亮的表面的每cm2的有效功率（P 并且获得的值报告于表1和表2。
[0083]表1
[0084]
[0085] (a) ;5个月后测量的折射指数（址）；
[0086] W ;2个月后测量的折射指数（址）。
[0087]表2 [008引
【主权项】
1. 一种发光太阳能聚光器（LSC)，所述发光太阳能聚光器（LSC)包含含有至少一种光 致发光化合物的水微乳液。2. 根据权利要求1所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液包含： -相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计20%至按重量计90% 的水； -相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计3 %至按重量计25 %的 至少一种表面活性剂； -相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计6 %至按重量计50 %的 至少一种助表面活性剂； -相对于与水不混溶的有机溶剂+水的总重量，从按重量计1%至按重量计90%的至少 一种与水不混溶的有机溶剂； -相对于光致发光化合物+与水不混溶的有机溶剂的总重量，从按重量计〇. 02%至按 重量计2%的至少一种光致发光化合物。3. 根据权利要求2所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液包含相对于表 面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计50%至按重量计70%的水。4. 根据权利要求2或3所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液包含相对 于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计10%至按重量计15%的至少一种 表面活性剂。5. 根据权利要求2至4中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液 包含相对于表面活性剂+助表面活性剂+水的总重量，从按重量计20%至按重量计30%的 至少一种助表面活性剂。6. 根据权利要求2至5中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液 包含相对于与水不混溶的有机溶剂+水的总重量，从按重量计5%至按重量计20%的至少 一种与水不混溶的有机溶剂。7. 根据权利要求2至6中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述水微乳液 包含相对于光致发光化合物+与水不混溶的有机溶剂的总重量，从按重量计〇. 1 %至按重 量计0. 5%的至少一种光致发光化合物。8. 根据前述权利要求中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述光致发光化 合物选自苯并噻二唑化合物、并苯化合物或其混合物。9. 根据权利要求2至8中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述表面活性 剂选自阴离子型表面活性剂诸如十二烷基硫酸钠（SDS)、十八烷基硫酸钠、壬基酚醚硫酸 盐，或其混合物。10. 根据权利要求2至9中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述助表面活 性剂选自醇诸如1-丁醇、1-戊醇、1-己醇、1-辛醇或其混合物。11. 根据权利要求2至10中任一项所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述与水不 混溶的有机溶剂选自诸如甲苯、环己烷、庚烷或其混合物的与水不混溶的有机溶剂。12. -种发光太阳能聚光器（LSC)，其包括： -以透明材料的用于液体的电池，所述电池具有四个侧面并且在所述四个侧面中的至 少一个侧面上，优选地在相同侧面上设置有至少一个孔，优选地两个孔； -至少一种水微乳液，其包含至少一种光致发光化合物，所述至少一种水微乳液容纳在 所述用于液体的电池内，所述水微乳液由权利要求2至11中任一项定义。13. 根据权利要求12所述的发光太阳能聚光器（LSC)，其中所述透明材料选自：透明玻 璃诸如二氧化硅、石英、氧化铝、二氧化钛或其混合物。14. 一种太阳能装置，所述太阳能装置包括定位在根据前述权利要求中任一项所述的 发光太阳能聚光器（LSC)的边缘上的至少一个光伏电池（或太阳能电池）或至少一个光电 解电池。
【专利摘要】本发明涉及发光太阳能聚光器(LSC)，其包含含有至少一种光致发光化合物的水微乳液。所述发光太阳能聚光器(LSC)可有利地用于太阳能装置(即用于开发利用太阳能的装置)，诸如例如，光伏电池(或太阳能电池)、光电解电池。所述发光太阳能聚光器(LSC)还可有利地用于光伏窗。
【IPC分类】H01L31/054
【公开号】CN104904022
【申请号】CN201380067787
【发明人】利里亚纳·吉拉, R·法斯考, 埃米利奥·卢切尔利
【申请人】艾尼股份公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】EP2939274A1, WO2014102742A1
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