[发明专利]波长下转移材料及其制备方法、用途

说明书

技术领域

本发明涉及有机化合物及其合成方法、用途，具体地，涉及一种波长下转移材料及其制备方法、用途。

背景技术

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的安全、绿色能源。高效地利用太阳能可以缓解当今世界的化石能源危机、减少温室气体排放，还可以降低PM2.5的污染。为了提高太阳能电池的光转化效率，人们通常的做法是不断开发新型的太阳能电池（S.M.Bedair et al.,Appl.Phys.Lett.34197938-39.）或者优化和改进现有太阳能电池（B.E.McCandless et al.,PVSC21991967-972.）。然而采用这种方法，需要克服大量的技术困难和投入大量的人力、物力和时间，并且大多数新型太阳能电池的制造成本远远大于市场能够承受的价格。根据Shockley-Queisser原理（W.Shockley et al.,J.Appl.Phys.321961510-519.），对单p-n型太阳能电池（比如硫化镉/碲化镉（CdS/CdTe）太阳能电池和晶体硅（c-Si）太阳能电池）来说，通过改变或者改进太阳能电池的结构，并不能改变电池的最大效率，其原因在于所有的太阳能电池的都有一定的光谱损失，导致目前几乎所有的太阳能电池均不能100%地吸收500nm以下的太阳光（M.A.Green et al.,Prog.Photovolt:Res.Appl.2120131-11.）。

针对太阳能电池的光谱损失，有人提出了利用波长转移的方法（E.Klampaftis et al.,Sol.Energ.Mater.Sol.Cells9320091182-1194.）：在太阳能电池表面覆上一层含有特殊材料的增效膜，通过吸收高能光子（<500nm）和发射低能光子（>500nm）的方法，来改变入射太阳光的光谱分布，从而将太阳能电池不能利用的光子转化为可为其所用的转化为电能的光子。这种方法无需改变现有太阳能电池的结构，只需要合适的增效膜，即可增加太阳能电池的效率，具有廉价和简便的优点。然而目前的太阳能电池的增效膜材料仅限于一类针对CdS/CdTe特定的苝系衍生物（L.Danos et al.,Sol.Energy Mater.Sol.Cells982012486-490.），而这类苝系的衍生物并不能完全吸收500nm以下的光子，并且其在制备过程中容易出现聚集态荧光淬灭现象，从而导致其只能为CdS/CdTe太阳能电池带来约8%的提高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种波长下转移材料及其制备方法、用途。

本发明是通过以下技术方案实施的：

第一方面，本发明提供一种波长下转移材料，所述材料的结构式如式（I）或（II）所示：

其中，

结构式（I）中，R₁为缺电子基团；R₂为氢、与R₁同类的缺电子基团或碳数为1～8的烷基；

结构式（II）中，R₂为氢、与R₁同类的缺电子基团或碳数为1～8的烷基；R₃为与R₁同类的缺电子基团。

优选地，结构式（I）中：所述R₁为含有不饱和碳碳双键、碳氧双键、碳碳三键或碳氮三键的基团。

优选地，所述R₁为-X-CN、

其中，X为氢、

优选地，所述R₂为：-H、-X-CN、或碳数为1～8的直链、支链或环烷基；

其中，X为氢、

优选地，所述的R₃为：

其中，X为氢、

第二方面，本发明还涉及前述波长下转移材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，在有机溶剂和催化剂的条件下，合成结构式如（III）所示的带有功能基的四苯基乙烯中间体；

其反应式如下所示：

其中，R₄为溴、硼酸酯、三正丁基锡基或醛基；

R₅为氢、溴、硼酸酯、三正丁基锡基、醛基或碳数为1～8的烷基；

步骤2，在有机溶剂和催化剂的条件下，所述带有功能基的四苯基乙烯中间体与带有功能基的缺电子性基团偶联反应，即可得最终产物波长下转移材料。

优选地，所述带有功能基的四苯基乙烯中间体的功能基为溴、硼酸酯、三正丁基锡基或醛基。