專(zhuān)利名稱(chēng)：用于熒光轉(zhuǎn)化的聚(甲基)丙烯酸甲酯成型體、其通過(guò)片材澆鑄方法的制備和在太陽(yáng)能收 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熒光轉(zhuǎn)化染料在由聚(甲基)丙烯酸甲酯組成的塑料成型體中的組合，該熒光轉(zhuǎn)化染料用來(lái)在尤其長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)將天然日光輻射轉(zhuǎn)化成太陽(yáng)能電池可用的光。所述塑料成型體是在澆鑄方法中聚合的。
背景技術(shù)：
光生伏打電池可以將入 射的日光僅部分轉(zhuǎn)化成可用的電能；大部分能量呈熱形式消失。例如，硅太陽(yáng)能電池能吸收能量大于結(jié)晶硅的I. IeV的能帶邊緣的所有光子。這對(duì)應(yīng)于〈llOOnm的波長(zhǎng)。將所吸收的光子的多余能量轉(zhuǎn)化成熱并導(dǎo)致光電池的加熱；降低該光電池的效率。熒光轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能電池的構(gòu)造和作用從US 4，110，123 (Fraunhofer)或從Appl.Phys. 14，123頁(yè)及后續(xù)頁(yè)(1977)已知。WO 2007/031446 (BASF AG)描述了由一個(gè)或多個(gè)涂有熒光染料的玻璃板或聚合物板構(gòu)成的熒光轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能電池。所使用的熒光染料是基于三萘嵌苯(Terrylen)羧酸衍生物的染料或這些染料與其它熒光染料的組合。缺點(diǎn)在此是，用包含所述染料的配制劑涂覆所述玻璃板的單獨(dú)要求的步驟。具有透鏡或反射鏡的收集器系統(tǒng)基于用于將光集中到太陽(yáng)能電池上的透鏡或反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)是已知的；達(dá)到最高至1000倍的集中系數(shù)。然而，所述光學(xué)解決方案的缺點(diǎn)是，集中了光的整個(gè)電磁波譜，以致不但集中有效的光，而且集中在光生伏打方面無(wú)效率的光。這導(dǎo)致對(duì)太陽(yáng)能電池的不希望的熱負(fù)荷和導(dǎo)致效率減小。為了不允許溫度變得太高，則可以主動(dòng)地或被動(dòng)地冷卻太陽(yáng)能電池。另外，透鏡或透鏡系統(tǒng)必須按復(fù)雜的方式機(jī)械地跟蹤太陽(yáng)的位置；另外，它們僅能使直接入射的光成像。漫射光對(duì)能量產(chǎn)生作出很少貢獻(xiàn)或根本沒(méi)有貢獻(xiàn)。(參見(jiàn)US-PS5，489，297)。

發(fā)明內(nèi)容
問(wèn)題鑒于上面討論的現(xiàn)有技術(shù)，要解決的問(wèn)題是開(kāi)發(fā)太陽(yáng)的光學(xué)輻射的集中方法，該方法能夠.利用漫射光并因此不需要復(fù)雜的跟蹤機(jī)構(gòu)也足夠用，.提供適應(yīng)于所使用的太陽(yáng)能電池(例如Si或GaAs)的吸收光譜的光，.達(dá)到與光學(xué)收集器相當(dāng)?shù)募卸龋?可容易且廉價(jià)地制備，.減小對(duì)太陽(yáng)能電池的熱負(fù)荷和與其相關(guān)聯(lián)的效率損失，.減小活性太陽(yáng)能電池面積，
.耐氣候影響，并且光學(xué)性能在運(yùn)行過(guò)程中幾乎不改變。解決方案上面詳述的問(wèn)題成功地通過(guò)使用在塑料成型體中與特定UV吸收劑和任選的自由基清除劑組合的各種熒光轉(zhuǎn)化染料而解決，其中所述染料的光譜彼此匹配以致入射光按目標(biāo)方式以這樣的波長(zhǎng)射出，所述波長(zhǎng)與特定太陽(yáng)能電池匹配。所述解決方案進(jìn)一步包括將染料或染料混合物溶解在單體混合物中，然后使該單體混合物聚合成塑料成型體。所述塑料成型體可以具有單層或多層結(jié)構(gòu)并包括含相同或不同的染料或染料混合物的層。各個(gè)層可以例如通過(guò)粘合劑粘結(jié)或通過(guò)聚合而彼此牢固接合。這可以例如通過(guò)申請(qǐng)DE 10233684和DE 10254276中描述的方法進(jìn)行。然而，分層也可以通過(guò)各個(gè)塑料成型體在彼此上方松散堆疊而進(jìn)行?！け景l(fā)明解決方案提供以下優(yōu)點(diǎn)-將入射日光轉(zhuǎn)化成對(duì)于硅光生伏打電池最佳的波長(zhǎng)，-可以通過(guò)已知的方法制備熒光轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能電池，-保護(hù)太陽(yáng)能電池以防破壞，-轉(zhuǎn)化率令人驚奇地高，-可以簡(jiǎn)單地將塑料成型體與太陽(yáng)能電池的幾何和靜電要求匹配，-塑料成型體比由無(wú)機(jī)玻璃制造的可比裝置輕，-可以將塑料成型體配置抗沖擊性，以致保護(hù)太陽(yáng)能電池裝置以防冰雹。-塑料成型體與類(lèi)似的未穩(wěn)定化的成型體相比在氣候老化的過(guò)程中僅顯示熒光強(qiáng)度的輕微減小或甚至有提高。塑料成型體的制備單體(甲基)丙烯酸酯尤其優(yōu)選的單體類(lèi)是(甲基)丙烯酸酯。術(shù)語(yǔ)"(甲基)丙烯酸酯"包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯以及兩者的混合物。這些單體是廣泛已知的。它們尤其包括衍生自飽和醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸丁氧基甲酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸四氫糠基酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯；衍生自不飽和醇的(甲基)丙烯酸酯，例如，(甲基)丙烯酸油基酯、(甲基)丙烯酸2-丙炔基酯、(甲基)丙烯酸烯丙基酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯；(甲基)丙烯酸芳基酯，例如(甲基)丙烯酸芐基酯或(甲基)丙烯酸苯基酯，其中芳基各自可以是未取代的或至多四取代的；(甲基)丙烯酸環(huán)烷基酯，例如(甲基)丙烯酸3-乙烯基環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯；(甲基)丙烯酸羥基烷基酯，例如(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3，4- 二羥基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯；二醇二(甲基)丙烯酸酯，例如1，4-丁二醇(甲基)丙烯酸酯，醚醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸四氫糠基酯、(甲基)丙烯酸乙烯氧基乙氧基乙酯；(甲基)丙烯酸的酰胺和腈，例如N- (3-二甲基氨基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N- (二乙基膦酰基)(甲基)丙烯酰胺、I-甲基丙烯酰氨基-2-甲基-2-丙醇；含硫的甲基丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸乙基亞磺?；阴ァ?甲基)丙烯酸4-硫氰酸基丁酯、(甲基)丙烯酸乙基磺?；阴?、(甲基)丙烯酸硫氰酸基甲酯、(甲基)丙烯酸甲基亞磺?；柞?、雙((甲基)丙烯酰氧基乙基)硫醚；多官能(甲基)丙烯酸酯，例如三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯。這些單體可以單獨(dú)使用或作為混合物使用。在此尤其優(yōu)選包含甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的混合物。自由基形成劑聚合一般用已知的自由基引發(fā)劑進(jìn)行引發(fā)。優(yōu)選的引發(fā)劑尤其包括本領(lǐng)域中公知的偶氮引發(fā)劑，例如AIBN和1，I-偶氮雙環(huán)己烷腈，以及過(guò)氧化合物，例如甲基乙基酮過(guò)氧化物、乙酰丙酮過(guò)氧化物、二月桂基過(guò)氧化物、過(guò)氧化-2-乙基己酸叔丁酯、酮過(guò)氧化物、甲 基異丁基酮過(guò)氧化物、環(huán)己酮過(guò)氧化物、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧異丙基碳酸叔丁酯、2，5-雙(2-乙基己?；?過(guò)氧)_2，5-二甲基己烷、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯、過(guò)氧-3，5，5-三甲基己酸叔丁酯、過(guò)氧化二枯基、1，I-雙(叔丁基過(guò)氧)環(huán)己烷、1，I-雙(叔丁基過(guò)氧)_3，3，5-三甲基環(huán)己烷、氫過(guò)氧化枯基、氫過(guò)氧化叔丁基、過(guò)氧二碳酸雙(4-叔丁基環(huán)己基)酯，兩種或更多種上述化合物彼此間的混合物，以及上述化合物與沒(méi)有提及但同樣可以形成自由基的化合物的混合物。這些化合物經(jīng)常按O. 01-1. O重量％，優(yōu)選O. 05-0. 3重量％的量使用，基于單體的重量。抗沖改性劑可以用來(lái)制備聚甲基丙烯酸甲酯成型體的優(yōu)選的抗沖改性注塑成型體含有I重量％-30重量％，優(yōu)選2重量％-20重量％，更優(yōu)選3重量％成15重量％，特別是5重量％_12重量％的抗沖改性劑，該抗沖改性劑是由交聯(lián)的聚合物顆粒組成的彈性體相。 抗沖改性劑可以按本身已知的方式通過(guò)成珠聚合或通過(guò)乳液聚合獲得。優(yōu)選的抗沖改性劑是具有50-1000nm，優(yōu)選60_500nm，更優(yōu)選80_120nm的平均粒子尺寸的交聯(lián)顆粒。此類(lèi)顆?？梢岳缤ㄟ^(guò)如下混合物的自由基聚合獲得，該混合物一般含有至少40重量％，優(yōu)選50重量％-70重量％甲基丙烯酸甲酯，20重量％-80重量％，優(yōu)選25重量％_35重量％丙烯酸丁酯，和O. I重量％-2重量％，優(yōu)選O. 5重量％-1重量％交聯(lián)單體，例如多官能(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸烯丙酯，和可以與上述乙烯基化合物共聚合的共聚單體。優(yōu)選的共聚單體尤其包括(甲基)丙烯酸C1-C4-烷基酯例如丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯，優(yōu)選丙烯酸甲酯，或其它可乙烯基聚合的單體，例如苯乙烯。用于制備上述顆粒的混合物優(yōu)選可以包含O重量％-10重量％,優(yōu)選O. 5重量％-5重量％共聚單體。尤其優(yōu)選的抗沖改性劑是具有雙層核-殼型，尤其優(yōu)選三層核-殼型結(jié)構(gòu)的聚合物顆粒。此種核-殼型聚合物尤其描述在EP-A O 113 924、EP-A O 522 351、EP-A O 465049 和 EP-A O 683 028 中?；诒┧狨ハ鹉z的尤其優(yōu)選的抗沖改性劑尤其具有以下結(jié)構(gòu)核基于核的重量，具有至少90重量％的甲基丙烯酸甲酯含量的聚合物。殼I :基于第一殼的重量，具有至少80重量％的丙烯酸丁酯含量的聚合物。
殼2 :基于第二殼的重量，具有至少90重量％的甲基丙烯酸甲酯含量的聚合物。除所提及的單體之外所述核和殼還可以各自包含其它單體。它們已經(jīng)在上面進(jìn)行了詳述，其中尤其優(yōu)選的共聚單體具有交聯(lián)作用。例如，優(yōu)選的丙烯酸酯橡膠改性劑可以具有以下結(jié)構(gòu)核甲基丙烯酸甲酯(95. 7重量％)、丙烯酸乙酯(4重量％)和甲基丙烯酸烯丙酯(O. 3重量％)的共聚物，SI:丙烯酸丁酯(81. 2重量％)、苯乙烯(17. 5重量％)和甲基丙烯酸烯丙酯(I. 3重量％)的共聚物，
S2:甲基丙烯酸甲酯(96重量％)和丙烯酸乙酯(4重量％)的共聚物。丙烯酸酯橡膠改性劑的核與殼的比例可以在寬范圍內(nèi)變動(dòng)。優(yōu)選地，在具有一個(gè)殼的改性劑的情況下，核與殼的重量比C/S為20:80-80:20，優(yōu)選30:70-70:30，或在具有兩個(gè)殼的改性劑的情況下，核與殼I與殼2的比例C/S1/S2為10:80:10-40:20:40，更優(yōu)選20:60:20-30:40:30 ο核-殼型改性劑的粒子尺寸通常在50-1000nm，優(yōu)選100_500nm，更優(yōu)選150_450nm的范圍內(nèi)，但不希望由此施加約束。在一個(gè)特定的實(shí)施方案中，聚(甲基)丙烯酸甲酯成型體具有至少2800N/mm2，優(yōu)選至少3300N/mm2的根據(jù)ISO 527/2的彈性模量。塑料成型體還可以由聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚酯(PE)、熱塑性聚氨酯(PU)、聚醚砜、聚砜、乙烯基聚合物，例如聚氯乙烯(PVC)構(gòu)成。光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑應(yīng)當(dāng)理解為是指UV吸收劑、UV穩(wěn)定劑和自由基清除劑和上述化合物的混合物。存在于根據(jù)本發(fā)明的塑料成型體中的UV穩(wěn)定劑(UV吸收劑)是其取代基，例如羥基和/或烷氧基通常在2和/或4-位的二苯甲酮衍生物。它們優(yōu)選包括2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2，4-二羥基二苯甲酮、2，2' - 二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮、2，2' - 二羥基-4，4' - 二甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮，或選自如下的取代的苯并三唑2-[2_羥基-3,5-二 _(α，α-二甲基-芐基)-苯基]-苯并三唑、2-(2-羥基-3，5- 二-叔丁基苯基)-苯并三唑(Tinuvin 320)、2-(2-羥基_3，5- 丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2- (2-羥基-3，5- 二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2- (2-羥基-3，5- 二-叔戊基苯基)-苯并三唑、2- (2-羥基-5-叔丁基苯基)-苯并三唑、2-(2-羥基-3-仲丁基-5-叔丁基苯基)-苯并三唑和2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)_苯并三唑、苯酚、2，2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1, 1，3，3-四甲基丁基)]或選自2_(2'-羥苯基)-1，3，5_三嗪，特別是2-(4,6-二苯基_1，2，5-三嗪-2-氧基)-5-(己氧基)苯酚類(lèi)別的UV吸收劑或2_氰基_3，3_ 二苯基丙烯酸乙酯
或取代的苯甲酸苯酯或
以下式(I)的化合物其中R1和R2基團(tuán)各自獨(dú)立地是含1-20，優(yōu)選1_8個(gè)碳原子的烷基或環(huán)烷基。所述脂族基團(tuán)優(yōu)選是直鏈或支鏈的并可以具有取代基，例如鹵素原子。優(yōu)選的烷基包括甲基、乙基、丙基、異丙基、I-丁基、2-丁基、2-甲基丙基、叔丁基、戊基、2-甲基丁基、1，I-二甲基丙基、己基、庚基、辛基、1，1,3, 3-四甲基丁基、壬基、I-癸基、2-癸基、十一烷基、十二烷基、十五烷基和二十烷基。優(yōu)選的環(huán)烷基包括環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基和環(huán)辛基，它們?nèi)芜x被支化或未支化的烷基所取代。尤其優(yōu)選使用2-乙氧基-2'-乙基-N，N’ -草酰二苯胺，這種化合物可從Clariant 以商品名 Sanduvor VSU 和從 Ciba Geigy 以商品g Tinuvin 312 商購(gòu)，或 2-乙氧基-5-叔丁基-2'-乙基-N，N’ -草酰二苯胺。光穩(wěn)定劑或UV穩(wěn)定劑可以作為上面規(guī)定的低分子量化合物存在于待穩(wěn)定化的聚甲基丙烯酸酯組合物中。然而，UV吸收性基團(tuán)也可以在與可聚合UV吸收化合物，例如二苯甲酮衍生物或苯并三唑衍生物，特別是上述二苯甲酮衍生物或苯并三唑衍生物的丙烯?；⒓谆；蛳┍苌锕簿酆笠怨矁r(jià)鍵方式鍵合到基體聚合物分子中。UV穩(wěn)定劑(其中其也可以是化學(xué)上不同的UV穩(wěn)定劑的混合物)的比例一般是
O.01-10重量％，尤其是O. 01-5重量％，特別是O. 02-2重量％，基于(甲基)丙烯酸酯共聚物。作為自由基清除劑/UV穩(wěn)定劑的實(shí)例，應(yīng)該在此提及以品名HALS (受阻胺光穩(wěn)定齊IJ)已知的空間位阻胺。它們可在涂料和塑料中，尤其是在聚烯烴塑料中用于抑制老化過(guò)程(Kunststoffe, 74 (1984) 10，第 620-623 頁(yè)；Farbe+Lack, 96 年度，9/1990，第 689-693 頁(yè))。存在于HALS化合物中的四甲基哌啶基團(tuán)擔(dān)負(fù)起HALS化合物的穩(wěn)定化作用。這種化合物類(lèi)別既可在哌啶氮上未被取代，又可在其上被烷基或?；〈??？臻g位阻的胺在UV區(qū)中不吸收。它們清除形成的自由基，這又是UV吸收劑不能做的。也可以作為混合物形式使用的起穩(wěn)定作用的HALS化合物的實(shí)例是 癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯、8-乙?；鵢3_十二烷基_7，7，9，9-四甲基-1，3，8-三氮雜螺[4. 5]癸烷-2，5-二酮、琥珀酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯、聚(Ν-β-羥乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羥基-哌啶-琥珀酸酯)或癸二酸雙(N-甲基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯。自由基清除劑/UV穩(wěn)定劑按O. 01重量％_15重量％，尤其是O. 02重量％_10重量％，尤其是O. 02重量％-5重量％的量用于本發(fā)明的聚合物混合物中，基于(甲基)丙烯酸酯共聚物。氧化穩(wěn)定劑
所使用的氧化穩(wěn)定劑可以是空間位阻酚或亞磷酸酯或亞膦酸酯。這些產(chǎn)品由Ciba以商標(biāo)Irganox 和Irgafos 銷(xiāo)售。澆鑄方法對(duì)于通過(guò)隔槽澆鑄方法獲得的塑料基材，例如，將適合的(甲基)丙烯酸類(lèi)混合物引入模具中并聚合。這樣的(甲基)丙烯酸類(lèi)混合物一般包含上面描述的(甲基)丙烯酸酯，特別是甲基丙烯酸甲酯。另外，(甲基)丙烯酸類(lèi)混合物可以包含上面詳述的共聚物和特別是為了調(diào)節(jié)粘度而包含聚合物，特別是聚(甲基)丙烯酸酯。通過(guò)隔槽澆鑄方法制備的聚合物的重均分子量Mw —般高于用于模塑料中的聚合物的分子量。這樣產(chǎn)生一系列已知的優(yōu)點(diǎn)。一般而言，通過(guò)隔槽澆鑄方法制備的聚合物的重均分子量在500 000-10 000 000g/mol的范圍內(nèi)，但不希望由此施加約束。另外，本發(fā)明的光引導(dǎo)層可以通過(guò)澆鑄方法制備。在這種情況下，將適合的丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂混合物引入模具中并聚合。 適合的丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂包含，例如，I. 40重量％-99· 999重量％的甲基丙烯酸甲酯，2. O重量％-59· 999重量％的共聚單體，3. O重量％-59· 999重量％的可溶于(I)或(2)的聚合物，4. O. 001重量％-0. I重量％的一種或多種熒光染料，其中組分1)_4)一起合計(jì)100重量％。另外，丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂包含聚合所需要的引發(fā)劑。組分1-4和引發(fā)劑對(duì)應(yīng)于也用于制備適合的聚甲基丙烯酸甲酯模塑料的化合物。對(duì)于固化，例如，可以采用所謂的隔槽澆鑄方法(參見(jiàn)例如，DE 25 44 245、EP-B570 782或EP-A 656 548)，其中在由圍繞的繩密封的兩個(gè)玻璃板之間進(jìn)行塑料片材的聚
八
口 ο優(yōu)選的塑料基材可以在商業(yè)上從Evonik RfthmGmbH以商品名PLEXIGLAS GS獲得。塑料基材的尺寸是，例如，(長(zhǎng)度X寬度X厚度)長(zhǎng)度2m，寬度3m，且厚度可以為
I.5mm-200mm,優(yōu)選具有2mm-20mm的厚度范圍的板材,尤其優(yōu)選厚度范圍為3mm-10mm的板材。所使用的染料發(fā)熒光的染料所使用的染料可以是得自BASF的Lumogen 系列的二萘嵌苯、三萘嵌苯和萘嵌苯(Rylen)衍生物類(lèi)型的染料，若丹明，得自Exciton的LDS 系列，取代的吡喃(例如DCM)，香豆素(例如香豆素30、香豆素I、香豆素102等)％嗪(例如尼羅藍(lán)，也稱(chēng)為尼羅藍(lán)A)，吡啶，苯乙烯基衍生物，二^嗪，萘二甲酰亞胺，噻嗪，均二苯代乙烯和花菁(例如DODCl)，得自例如Lambdachrome 如lixciton 。二萘嵌苯、三萘嵌苯和萘嵌苯衍生物類(lèi)型的染料描述在WO2007/031446 中。鑭系元素和納米級(jí)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(所謂量子點(diǎn)，例如基于硒化鎘、硫化鎘、硫化鋅、硒化鉛、硫化鉛以及其它化合物)的絡(luò)合化合物也適合于這一目的。量子點(diǎn)的制備和使用描述在 US 2007/0132052,US 2007/0174939,WO 0229140,WO 2004022637,WO 2006065054 和 WO2007073467 中。
鑭系元素的絡(luò)合化合物描述在CA 20072589575、EP 0767912和WO 9839822以及 App I. Phys. Le t t. 91, 051903 (2007) , 23rdEuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference, Valencia, 700 (2008) , Am. Chem. Soc. (2007), DOI 10. 1021/ja070058e 中。光子層光子層布置在塑料成型體上面，以致日光必須首先穿透這一層，然后可以激發(fā)該塑料成型體中的熒光染料發(fā)熒光。已知的光子層或波長(zhǎng)依賴(lài)性反射鏡是例如，干涉濾光器(堆疊濾光器、皺褶濾光器、缺口濾光器等)，它們可以構(gòu)造為帶通濾光器或邊緣濾光器。它們是例如，通過(guò)將多個(gè)薄的具有不同折光指數(shù)的電介質(zhì)層沉積到基材上而制備的(參見(jiàn)Olaf Stenzel, " ThePhysics of Thin Film Optical Spectra " , Springer-Verlag) 和(N. Kaiser, H.K.Pulker, " Optical Interference Coatings"，Springer-Verlag)?！?br> 各個(gè)層的層厚度在此一般小于光波長(zhǎng)。另一個(gè)可能性是使用光子晶體，它們描述在以下申請(qǐng)(DE 10024466、DE10204338、DE 10227071、DE 10228228、DE 102004055303, US 6，863，847、WO 0244301、DE 10357681, DE 102004009569, DE 102004032120, WO 2006045567, DE 10245848, DE102006017163)中。它們是小的透明球狀無(wú)機(jī)或有機(jī)型體，它們以最致密的球堆積排列。根據(jù)球體的尺寸和間隔，它們反射在限定的譜帶寬度內(nèi)的光并將其余的光幾乎完全地傳輸透過(guò)該層。也可以使用中空球狀結(jié)構(gòu)。這樣它們是反蛋白石。各個(gè)球狀或中空球形結(jié)構(gòu)在此具有為待反射的光波長(zhǎng)的大約1/3的直徑(取決于光的入射角和球體的間隔)。反射體在塑料成型體下方可以任選地還布置光學(xué)反射性成形體，例如反射鏡或白色膜或板，以提聞收率。太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池可以由常用的材料構(gòu)造，例如.硅太陽(yáng)能電池單晶娃(C-Si )、多晶娃(mc-Si)、XSB5i(a-Si)、同樣還有由多晶和無(wú)定形娃組成的串聯(lián)電池. III-V半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池砷化鎵(GaAs)、磷化鎵銦(GalnP)、砷化鎵銦(GalnAs)、磷化鎵銦砷(GalnAsP)、磷化鎵銦(GaInP)、銻化鎵(GaSb)。同樣，還有由磷化鎵銦和砷化鎵構(gòu)成，由砷化鎵銦和磷化鎵銦砷構(gòu)成，由磷化鎵銦和砷化鎵銦構(gòu)成，由砷化鎵和銻化鎵構(gòu)成或由砷化鎵和鍺構(gòu)成的串聯(lián)電池(多重太陽(yáng)能電池)，或由磷化鎵銦、砷化鎵和鍺構(gòu)成，或由磷化鎵銦、砷化鎵銦和銻化鎵構(gòu)成的三重電池(三重太陽(yáng)能電池). II-VI半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池碲化鎘(CdTe)、硫化鎘(CdS)· I-III-V半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池CIS電池二硒化銅銦(CuInSe2)或二硫化銅銦(CuInS2)CIGS電池二硒化銅銦鎵(CuInGaSe2)、二硒化銅鎵(CuGaSe2)、二硫化銅鎵(CuGaS2).另外，還有基于有機(jī)材料的太陽(yáng)能電池的更新的發(fā)展。隨后的表示出了用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體的一些實(shí)例。報(bào)道的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于由與半導(dǎo)體的能帶隙的能量相等的能量提供的光的波長(zhǎng)，即該半導(dǎo)體用這種光將最有效地作為太陽(yáng)能電池工作(熒光轉(zhuǎn)化電池適應(yīng)于這種波長(zhǎng))。
權(quán)利要求
1.由聚(甲基)丙烯酸甲酯構(gòu)成的單層或多層塑料成型體，其特征在于它已經(jīng)被至少一種熒光染料著色并且它包含至少一種UV吸收劑，所述UV吸收劑是其取代基，例如羥基和/或烷氧基在2和/或4-位的二苯甲酮衍生物，優(yōu)選2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2，4-二羥基二苯甲酮、2，2' - 二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮、2，2' - 二羥基-4，4' - 二甲氧基二苯甲酮或2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮， 或 選自如下的取代的苯并三唑2_[2-羥基-3,5-二( α，α-二甲基芐基)苯基]苯并三唑、2- (2-羥基-3，5-二-叔丁基苯基)苯并三唑、2- (2-羥基-3，5-丁基-5-甲基苯基)-5_氯代苯并三唑、2- (2-羥基-3，5-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2- (2-羥基-3，5- 二-叔戊基苯基)苯并三唑、2- (2-羥基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2- (2-羥基-3-仲丁基-5-叔丁基苯基)苯并三唑和2- (2-羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、酚、2,2'-亞甲基雙[6- (2H-苯并三唑-2-基)-4- (1，1，3，3-四甲基丁基)] 或 選自2- (2 '-輕苯基)-I, 3, 5- 二嚷，優(yōu)選2- (4, 6- _■苯基_1，2, 5- 二嚷_2_氧基)-5-(己氧基)苯酚類(lèi)別的UV吸收劑 或 2-氰基-3，3- 二苯基丙烯酸乙酯 或 取代的苯甲酸苯酯 或 以下式(I)的化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求I的由聚(甲基)丙烯酸甲酯構(gòu)成的塑料成型體，其特征在于它包含HALS化合物，該HALS化合物優(yōu)選選自癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基_4_哌啶基)酯、8-乙?；?3-十二烷基_7，7，9，9-四甲基-1，3，8-三氮雜螺[4. 5]癸烷-2，5- 二酮、琥珀酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯、聚(N-β-羥乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶琥珀酸酯)或癸二酸雙(N-甲基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，更優(yōu)選按O. 01重量％_15重量％，更加優(yōu)選O. 02重量％-10重量％，特別優(yōu)選O. 02重量％-5重量％的量包含，基于所述(甲基)丙烯酸酯共聚物計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的由聚(甲基)丙烯酸甲酯構(gòu)成的塑料成型體，其特征在于它由多個(gè)已經(jīng)被至少一種熒光染料著色的單個(gè)塑料成型體或單個(gè)經(jīng)粘合劑粘結(jié)的塑料成型體構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的由聚(甲基)丙烯酸甲酯構(gòu)成的塑料成型體，其特征在于它由多個(gè)塑料成型體構(gòu)成，該多個(gè)塑料成型體由一個(gè)或多個(gè)已經(jīng)被至少一種熒光染料著色的塑料成型體在已經(jīng)被至少一種熒光染料或至少一種其它熒光染料著色的兩個(gè)另外的塑料成型體之間的聚合產(chǎn)生。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的由聚(甲基)丙烯酸甲酯構(gòu)成的塑料成型體，其特征在于它已經(jīng)被至少一種有機(jī)熒光染料著色，該有機(jī)熒光染料優(yōu)選選自基于萘嵌苯、二萘嵌苯、三萘嵌苯和/或四萘嵌苯的有機(jī)熒光染料。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的由聚(甲基)丙烯酸甲酯構(gòu)成的塑料成型體，其特征在于它已經(jīng)被至少一種基于絡(luò)合的鑭系元素化合物或基于納米級(jí)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(量子點(diǎn))的染料著色。
7.制備根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的由聚(甲基)丙烯酸甲酯構(gòu)成的塑料成型體的方法，其特征在于所述塑料成型體是以包括以下步驟的澆鑄方法制備的將所述染料或染料混合物溶解在單體混合物中，將所述單體混合物轉(zhuǎn)移到隔槽中，然后通過(guò)提高溫度進(jìn)行聚 口 ο
8.由根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的塑料成型體和太陽(yáng)能電池構(gòu)成的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于將光子層，優(yōu)選呈反蛋白石形式形成的或由光子晶體構(gòu)成的或由電介質(zhì)干涉濾光器，更優(yōu)選由形成為邊緣濾光器或帶通濾光器的電介質(zhì)干涉濾光器組成的光子層布置在所述塑料成型體上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的裝置，其特征在于將平面反射體，優(yōu)選反射鏡或白色膜或白板布置在所述塑料成型體下面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于將光子層布置在所述塑料成型體上面并將反射體布置在所述塑料成型體下面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的塑料成型體用于制備太陽(yáng)能收集器的用途。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)的裝置用于制備太陽(yáng)能收集器的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及熒光轉(zhuǎn)化染料在由聚(甲基)丙烯酸甲酯組成的塑料成型體中的組合，所述熒光轉(zhuǎn)化染料用來(lái)將天然日光輻射轉(zhuǎn)化成太陽(yáng)能電池可用的光。所述塑料成型體是在澆鑄方法中聚合的。
文檔編號(hào)C08K5/3475GK102958988SQ201180031398
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者H·利希滕施泰因, C·紐曼 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)羅姆有限公司