[发明专利]发光太阳能集中器

说明书

发光太阳能集中器(LSC)包括至少一种溶液，该溶液包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇。所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏装置(或太阳能装置)诸如例如，光伏电池(或太阳能电池)、光电解电池。此外，所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏窗。

概述

本发明涉及发光太阳能集中器(luminescent solar concentrator)。

更特别地，本发明涉及包括至少一种包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液的发光太阳能集中器(LSC)。

所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏装置(或太阳能装置)诸如例如，光伏电池(或太阳能电池)、光电解电池。此外，所述发光太阳能集中器(LSC)可以有利地用于光伏窗。

因此，本发明还涉及包括至少一个光伏电池(或太阳能电池)和至少一个发光太阳能集中器(LSC)的光伏装置(或太阳能装置)，所述发光太阳能集中器(LSC)包括至少一种包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液。

本发明还涉及包括至少一个光伏电池(或太阳能电池)和至少一个发光太阳能集中器(LSC)的光伏窗，所述发光太阳能集中器(LSC)包括至少一种包含至少一种光致发光化合物和至少一种聚醚多元醇的溶液。

在现有技术状态中，开发利用太阳辐射能的主要限制中的一种通过最佳地仅吸收具有在窄光谱范围内的波长的辐射的光伏装置(或太阳能装置)的能力表现。

例如，对于从约300nm波长延伸至约2500nm波长的太阳辐射的光谱范围，例如，基于晶体硅的光伏电池(或太阳能电池)在900nm至1100nm的范围内具有最佳的吸收区域(有效光谱)，而如果暴露于小于约500nm的波长辐射，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。通常，现有技术状态中光伏装置(或太阳能装置)的效率在从570nm至680nm(黄色-橙色)的光谱区域内是最大的。

上文提及的缺点包括光伏装置(或太阳能装置)的受限的外量子效率(EQE)，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。

已经开发了改进光伏装置(或太阳能装置)的外量子效率(EQE)的装置，即发光太阳能集中器(LSC)，介入光源(太阳)和光伏装置(或太阳能装置)之间的发光太阳能集中器，选择性地吸收入射辐射，所述入射辐射具有光伏装置(或太阳能装置)的有效光谱外的波长，发射以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。当由发光太阳能集中器(LSC)发射的光子的能量高于入射光子的能量时，包括太阳能辐射的吸收和随后的具有较低波长的光子的发射的光致发光过程还被称作“上转换”过程。相反地，当由发光太阳能集中器(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。

典型地，现有技术状态中已知的发光太阳能集中器(LSC)处于固态并且包括由同样对感兴趣的辐射透明的材料制成的支架(support)(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，支架对具有在光伏装置(或太阳能装置)的有效光谱内的频率的辐射透明。

所述光致发光化合物可以以薄膜的形式沉积在玻璃支架上，或如在聚合物材料的情况下，它们可以分散在聚合物基体内。可选择地，聚合物基体可以直接地用光致发光发色团官能化。

理想地，为了用于发光太阳能集中器(LSC)，光致发光化合物必须具有以下特性：

-高发光量子效率(Φ)[(Φ)根据下文报告的等式(1)被定义为由发光分子每时间单位发射的光子的数目和吸收的光子的数目之间的比率，并且具有等于1的最大值]：

(Φ)＝发射的光子的数目/吸收的光子的数目(1)；