[发明专利]包含聚合物和磷光体的发光复合物以及此复合物在光伏电池中的用途

说明书

本申请要求了2013年9月25日在INPI(法国国家工业产权局(FrenchNational IndustrialPropertyInstitute))提交的先前法国申请FR1302230的优先权，其内容通 过引用全部结合于本申请中。在影响术语清楚的本申请与先前法国申请之间的不一致情况 下，唯一地参考本申请。

本申请涉及包含聚合物和至少一种无机磷光体的发光复合物薄膜以及这种复合 物在光伏电池中的用途。

技术问题

当前，光伏技术主要是基于硅技术。虽然光伏市场的增长是非常大的，然而光伏能 发展的主要障碍之一是这些电池的受限转化效率(对于由晶态硅制成的商业模块从15％至 17％)。这具体地通过只有一部分的太阳光谱可以被硅吸收并转换化电能的事实解释。确切 地，大于50％的太阳光谱位于太高能量或不足以被充分吸收的能量的范围内。

已经提出了在电池中结合入可以吸收在从320nm至450nm(该范围是太高能而不能 被光伏电池有效吸收的范围)波长范围的光子并且可以在从450nm至900nm的范围发射的磷 光体，这样这些新的可见的和近红外光子被半导体吸收，因此增加转化成电能可用的光子 数目。

然而，将这些磷光体掺入至这些电池的构成部件中(例如置于玻璃层上的保护硅 元件的聚合物)可能降低到这些硅元件的光的透射并且事实上危害所希望的效率改进。

本发明的目的是提供使之有可能真正改进电池的转换效率的发光复合物薄膜。

因此根据本发明的复合物使之有可能增加光伏电池的光能至电能(r)的绝对转化 效率。该复合物还具有保护该电池免受UV辐射的作用。

以薄膜形式的该复合物的另一个特征是该薄膜必须能够展示足够的机械强度以 便能够被卷起和/或被递送至客户。

本发明

为此目的，该发光复合物特征在于它包括：

-选自乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)、聚对苯二甲酸乙二酯、乙烯四氟乙烯、乙烯三氟氯 乙烯、全氟化的乙烯-丙烯、聚乙烯醇缩丁醛以及聚氨酯的聚合物；

-基于选自稀土元素、锌以及锰的至少一种元素，并且具有以下特征的至少一种无 机发光材料：

■对于至少一个在350nm与440nm之间的激发波长大于或等于40％的外量子效率；

■对于大于440nm的波长小于或等于10％的吸收；

■小于1μm的平均粒径d50；

■至少30nm的平均粒径d50；

■在440nm与900nm之间波长范围内的发射最大值。

在阅读接着的本说明书以及旨在说明本发明的各种具体、但非限制性的实例后， 本发明的其他特征、细节和优点将变得甚至更充分地清楚。

图

图1代表对来自实例4的铝酸盐粉末所测量的按体积计的粒径分布。

现有技术

US2013/0075692描述了分散在聚合物中的基于“量子点”或纳米晶体类型颗粒的 光-发射层，该聚合物可以是EVA、PET、PE、PP、PC、PS、PVDF等等。量子点是其中为了在那里发 射光尺寸是重要因素的颗粒。总体上这些颗粒的尺寸从2nm至10nm变化(在US2013/ 0075692的[0006]中为：2-50nm)。本发明的这些磷光体颗粒具有大于20nm、或者还有大于 30nm、或大于50nm的尺寸。根据本发明的复合物薄膜不包括量子点类型的颗粒。

WO2009/115435描述了亚微米的铝酸钡镁颗粒，这些亚微米颗粒可以在发光装置 中使用或作为在半透明油墨中的标志物(markers)使用。可以将这些颗粒掺入至聚合物基 质(诸如PC、PMMA)或硅酮中。因此该申请没有描述与本申请的那些相同的聚合物。颗粒的重 量分数可以是在20％与99％之间，这就是说大于在本发明中所设想的比例的比例。包括这 些在聚合物中分散的颗粒的层的厚度是在30nm与10μm之间。此外，没有提及光伏应用。

FR2792460描述了包括光伏电池以及可以由PMMA制成的透明基质的光伏发生器。