(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）封止材樹脂を含む第１の層と、
（ｂ）封止材樹脂、及び少なくとも１つの希土類有機金属錯体を含む第２の層と
を備える封止材フィルムであって、
前記第１の層の前記封止材樹脂及び前記第２の層の前記封止材樹脂は、互いに異なり、ＥＶＡ及びエチレン／α−オレフィンコポリマーからなる群から選択される、前記フィルム。
【請求項２】
前記希土類有機金属錯体が、少なくとも０．０００１重量％の量で存在する、請求項１に記載の前記フィルム。
【請求項３】
前封止材フィルムであって、
少なくとも１つの封止材樹脂を含む第１の層と、
少なくとも１つの封止材樹脂、及び前記前封止材フィルムの総重量に基づいて少なくとも０．０００１重量％の量の少なくとも１つの希土類有機金属錯体を含む第２の層と、を備える前記前封止材フィルムと、
少なくとも１つのＰＶセルと
を備える電子デバイスであって、
前記第１の層の前記少なくとも１つの封止材樹脂及び前記第２の層の前記少なくとも１つの封止材樹脂は、互いに異なり、ＥＶＡ及びエチレン／α−オレフィンコポリマーからなる群から選択される、前記電子デバイス。
【請求項４】
比較可能な電子デバイスが希土類有機金属錯体を含まないことを除いて、前記電子デバイスと同一である前記比較可能な電子デバイスと比較して、０．０５％を超える絶対モジュール効率の増加を含む請求項３に記載の前記電子デバイス。
【請求項５】
比較可能な電子デバイスが希土類有機金属錯体を含まないことを除いて、前記電子デバイスと同一である前記比較可能な電子デバイスと比較して、少なくとも０．１％の絶対モジュール効率の増加を含む請求項３に記載の前記電子デバイス。
【請求項６】
前記希土類有機金属錯体が、前記封止材フィルムの総重量に基づいて０．０１〜２重量％の量で存在する、請求項１〜５のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項７】
前記第２の層の前記封止材樹脂が、エチレン／α−オレフィンコポリマーである、請求項１〜５のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項８】
前記第２の層の前記封止材樹脂が、シラングラフトポリオレフィンである、請求項１〜５のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項９】
封止材樹脂を含む第３の層を更に備える請求項１〜５のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項１０】
前記第３の層が、少なくとも１つの希土類有機金属錯体を更に含む、請求項９に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項１１】
前記封止材フィルム中に存在する希土類有機金属錯体の総量が、少なくとも０．０００１重量％である、請求項１０に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項１２】
前記第２の層が、少なくとも２つの希土類有機金属錯体を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項１３】
前記希土類有機金属錯体が、約２００〜５５０ｎｍの波長を有する紫外光を吸収する、請求項１〜５のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項１４】
前記希土類有機金属錯体が、約４００〜１,２００ｎｍの波長を有する光を発光する、請求項１〜５のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの希土類有機金属錯体が、Ｅｕ系、Ｔｂ系、またはＳｍ系錯体である、請求項１〜５のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一態様において、本発明は多層封止材フィルムに関し、一方で、別の態様において、本発明は下方変換封止材フィルムを使用して太陽光電池効率を増加させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＶモジュールにおいて使用される封止材フィルムは、様々な構成要素に対する良好な接着、ＰＶモジュール及び太陽光電池を保護し、電池への水分透過を予防する能力、ならびに良好な電気的絶縁を含むいくつかの必要条件を有する。更に、封止材フィルムは、太陽光電池への最大光通過を可能にして、電力生成を最大化しなくてはならない。
【０００３】
材料が効率的に変換することができる波長となると、全ての電池材料が何らかの制限を有する。例えば、紫外領域及び赤外領域のいくつかの部分は、効率的に電力に変換されることができない。これは、エネルギーの浪費である。
【０００４】
この浪費されたエネルギーを取り込むために、さもなければ使用不可能な波長を使用可能な波長に上方変換または下方変換する材料が所望される。例えば、下方変換材料は、紫外波長光子を受け取り、それらを太陽光電池によって使用され得るより長い波長に変換する。同様に、上方変換材料は、赤外領域光子を受け取り、それらを太陽光電池によって使用され得るより短い波長に変換する。しかしながら、これらの変換材料は、効率及び費用の制限を有する。そのような上方変換材料及び下方変換材料は、典型的に、有用なスペクトルにおけるより低い光学的伝達を有するか、またはフィルムを実装することが費用効率的でないような大量の添加剤を必要とする。
【０００５】
未使用の紫外波長を、ＰＶセルによって吸収されて、電池効率を増加させ、モジュール温度を低下させることができるより低エネルギーの光子へと下方変換する、低費用の封止材フィルムに対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態において、本発明は、少なくとも２つの層を含む多層封止材フィルムである。第１の層は封止材樹脂を含み、第２の層は封止材樹脂と、希土類有機金属錯体などの少なくとも１つの下方変換物質とを含む。下方変換物質は、封止材フィルムの総重量に基づいて、少なくとも０．０００１重量％の量で存在し得る。
【０００７】
別の実施形態において、本発明は、１つの層が封止材樹脂及び少なくとも１つの下方変換物質（すなわち、希土類有機金属錯体）を含み、少なくとも１つの層が封止材樹脂を含み下方変換物質を含まない、少なくとも３つの層を有する多層封止材フィルムである。多層封止材フィルムの更なる層は、下方変換物質を含んでも、含まなくてもよい。多層封止材フィルム中の下方変換物質の総量は、封止材フィルムの総重量に基づいて、少なくとも０．０００１重量％であり得る。
【０００８】
別の実施形態において、本発明は、少なくとも１つのＰＶセルを有する多層封止材フィルムを含む、ＰＶモジュールなどの電子デバイスである。多層フィルムの第１の層は封止材樹脂を含み、第２の層は封止材樹脂と、希土類有機金属錯体などの少なくとも１つの下方変換物質とを含む。下方変換物質は、封止材フィルムの総重量に基づいて、少なくとも０．０００１重量％の量で存在し得る。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
定義
本開示における数値範囲は近似であり、したがって、別段の指示がない限り、その範囲外の値も含み得る。数値範囲は、任意の下方値と任意の上方値との間に少なくとも２単位の隔たりがあるという条件で、１単位の増分で、下方値及び上方値を含む全ての値を含む。一例として、例えば、分子量、粘度、メルトインデックスなどの組成的、物理的、または他の特性が、１００〜１，０００である場合、１００、１０１、１０２などの全ての個々の値、及び１００〜１４４、１５５〜１７０、１９７〜２００などの部分範囲が明示的に列挙されることが意図される。１未満である値を含む、または１よりも大きい分数（例えば、１．１、１．５など）を含む範囲に対して、１単位は、必要に応じて、０．０００１、０．００１、０．０１、または０．１であると見なされる。１０未満（例えば、１〜５）の１桁の数を含む範囲に対して、１単位は典型的に、０．１であると見なされる。これらは、具体的に意図されるものの例にすぎず、列挙される最低値と最高値との間の数値の全ての可能な組み合わせが、本開示において明示的に記述されていると見なされるものである。反対の記述がある、文脈から黙示的である、または当該技術分野において慣習的である場合を除き、全ての部及び百分率は重量によるものである。
【００１０】
「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、及び同様の用語は、任意の追加の構成要素、ステップ、または手順が具体的に開示されているかどうかにかかわらず、それらの存在を除外することを目的としていない。いかなる疑いも回避するために、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」を用いて請求される全ての過程は、反対の記述がない限り、１つ以上の追加のステップ、装置の部品もしくは構成部分、及び／または材料を含み得る。対照的に、用語「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」は、実施可能性に不可欠であるものを除いて、任意の他の構成要素、ステップ、または手順を、任意の後に続く列挙の範囲から除外する。用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」は、具体的に記述または列挙されていない任意の構成要素、ステップ、または手順を除外する。用語「または（ｏｒ）」は、特に指定のない限り、個々に、ならびに任意の組み合わせで、列挙された要素を指す。
【００１１】
「直接接触（ｄｉｒｅｃｔ  ｃｏｎｔａｃｔ）」とは、それによって、第１の層、フィルム、または構成要素が、層、フィルム、または構成要素間に位置する、介在する層（複数可）及び／または介在する材料（複数可）なく、第２の層、フィルム、または構成要素に直に接触する構成である。
【００１２】
本明細書で使用される場合、用語「封止材（ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ）」は、ＰＶモジュールにおける封止材層として使用されるポリオレフィン系フィルムを指す。
【００１３】
本明細書で使用される場合、用語「電子デバイス（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）」は、少なくとも２つのフィルム層間に包囲される電子構成要素を有する、任意のデバイスを指す。電子デバイスとしては、例えば、液晶パネル、太陽光電池、太陽電池、太陽電池モジュール、エレクトロルミネセントデバイス、及びプラズマ表示装置が挙げられる。
【００１４】
「インターポリマー（ｉｎｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ）」とは、少なくとも２つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されたポリマーを意味する。この一般的な用語はコポリマーを含み、通常２つの異なる種類のモノマーから調製されたポリマー、及び２つ以上の異なる種類のモノマー（例えば、ターポリマー、テトラポリマーなど）から調製されたポリマーを指すのに用いられる。
【００１５】
本明細書で使用される場合、用語「多層（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ）」は、少なくとも２つの層を有する構造を指す。例えば、用語「多層」は、フィルム構造を参照して使用されるとき、少なくとも２つ、少なくとも３つ、及び少なくとも４つの層を有するフィルムを含む。
【００１６】
「ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）」、「ＰＯ」、及び同様の用語は、単純オレフィンに由来するポリマーを意味する。多くのポリオレフィンは熱可塑性であり、本発明の目的のためにゴム相を含み得る。代表的なポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、及びこれらの様々なインターポリマーが挙げられる。
【００１７】
多層下方変換封止材フィルム
一態様において、少なくとも２つの層及び少なくとも１つの層に下方変換物質を有する多層下方変換封止材フィルムが提供される。一実施形態において、多層下方変換封止材フィルムは２層フィルムである。そのような２層下方変換封止材フィルムは２つの層のみを含み、そのそれぞれが少なくとも１つの封止材樹脂、ならびに任意で、例えば、相溶化剤、紫外安定剤、及びガラス接着のための機能付与などの添加剤を含む。２層下方変換封止材フィルムのうちの少なくとも１つの層は、少なくとも１つの下方変換物質を含む。好ましくは、２層下方変換封止材フィルムの１つの層のみが、少なくとも１つの下方変換物質を含有する。２層下方変換封止材フィルムの単一層において、２つ以上の封止材樹脂が使用され得る。
【００１８】
別の態様において、少なくとも３つの層、及び少なくとも１つの層に下方変換物質を有する多層下方変換封止材フィルムが提供される。少なくとも３つの層を有するそのような多層下方変換封止フィルム中の各層は、少なくとも１つの封止材樹脂と、任意で、例えば、相溶化剤及び紫外安定剤などの添加剤とを含む。少なくとも１つの下方変換物質は、層のうちの少なくとも１つの中に提供される。好ましくは、少なくとも３つの層を有する多層下方変換封止材フィルムのうちの少なくとも１つの層は、下方変換物質を含まない。より好ましくは、少なくとも３つの層を有する多層下方変換封止材フィルムのうちの少なくとも２つの層は、下方変換物質を含まない。少なくとも３つの層を有する多層下方変換封止材フィルムの単一層において、２つ以上の封止材樹脂が使用され得る。
【００１９】
いくつかの実施形態において、封止材樹脂層の他の層が、本明細書に記載される実施形態のうちのいずれかに従う多層封止材フィルム中に含まれ得る。
【００２０】
本明細書に記載される多層下方変換封止材フィルムの実施形態のうちのいずれにおいても、フィルムは、下方変換封止材フィルムの総重量に基づいて、少なくとも９０重量パーセント（重量％）の封止材樹脂、好ましくは少なくとも９５重量％、及びより好ましくは少なくとも９８重量％の封止材樹脂を含有し得る。最大で、本明細書に記載される下方変換封止材フィルムの任意の実施形態における封止材樹脂の総量は、下方変換封止材フィルムの総重量に基づいて、９９．９９９重量％であり得る。これは、９０重量％〜９９．９９９重量％、９５〜９９．９９９重量％、及び９８〜９９．９９９重量％の封止材樹脂の量を含む。
【００２１】
本明細書に開示される任意の実施形態に従う多層下方変換封止材フィルムは、下方変換封止材フィルムの総重量に基づいて、少なくとも０．０００１重量％、好ましくは少なくとも０．００１重量％、及びより好ましくは少なくとも０．０１重量％の少なくとも１つの下方変換物質を含有し得る。最大で、下方変換物質は、下方変換封止材フィルムの総重量に基づいて、１０重量％、好ましくは５重量％、及びより好ましくは２重量％の量で存在し得る。これは、０．０００１〜１０重量％、０．００１〜５重量％、及び０．０１〜２重量％の範囲を含む。２つ以上の下方変換物質を使用する実施形態において、下方変換物質の総量は、下方変換封止材フィルムの総重量に基づいて、少なくとも０．０００１重量％、好ましくは少なくとも０．００１重量％、及びより好ましくは少なくとも０．０１重量％であり得る。最大で、本明細書に記載されるような多層フィルム中に存在する全ての下方変換物質の総量は、下方変換封止材フィルムの総重量に基づいて、１０重量％、好ましくは５重量％、及びより好ましくは２重量％の量で存在し得る。これは、０．０００１〜１０重量％、０．００１〜５重量％、及び０．０１〜２重量％の範囲を含む。
【００２２】
多層下方変換封止材フィルム中に他の添加剤が使用されるとき、添加剤は、当該技術分野において推奨される既知かつ標準的な量で使用され得る。典型的に、使用される添加剤の総量は、１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、及びより好ましくは２重量％以下である。
【００２３】
多層下方変換フィルムは、共押出、個々の層の積層、または１つの材料のベースフィルム上への押出コーティングによって作製され得る。一実施形態において、多層下方変換フィルムは、共押出または積層によって作製される。
【００２４】
封止材樹脂
上に開示される多層下方変換封止材フィルムのうちのいずれにおいても、封止材樹脂は、同一または異なるポリマーであり得る。封止材樹脂としての使用に好適なポリマーとしては、例えば、エチレンアルファ−オレフィンコポリマー樹脂、ＥＶＡ樹脂、アクリレートコポリマー、イオノマー、シリコーン、または他の既知の封止材材料が挙げられ得る。封止材樹脂としては、シラン、または改善されたガラス接着、架橋、もしくは他の所望される機能性のための他の変性剤が挙げられる。
【００２５】
好ましくは、封止材樹脂はポリオレフィンコポリマーである。本明細書に記載される任意の実施形態に従う多層下方変換封止材フィルムにおいて有用なポリオレフィンコポリマーとしては、ポリオレフィンインターポリマーまたはコポリマー、及びより好ましくはエチレンアルファ−オレフィンインターポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。本発明における使用に好ましいアルファ−オレフィンは、式、ＣＨ２＝ＣＨＲ＊によって示され、式中、Ｒ＊は、１〜１２個の炭素原子の直鎖または分岐鎖のアルキル基である。好適なα−オレフィンの例としては、プロピレン、イソブチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、及び１−オクテンが挙げられるが、これらに限定されない。１つの特に好ましいα−オレフィンは、プロピレンである。
【００２６】
下方変換物質
本明細書に記載される実施形態のうちのいずれにおいても、少なくとも１つの下方変換物質が、多層下方変換封止材フィルムの少なくとも１つの層に提供される。下方変換物質は、短い波長光をより長い波長光に変換することができる希土類有機錯体である。好ましくは、本発明において有用な下方変換物質は、約２００〜５５０ｎｍ、好ましくは２２５〜５００ｎｍの紫外範囲において強い吸収を有し、約４００〜１，２００ｎｍ、好ましくは５００〜９００ｎｍ、及び最も好ましくは６００〜８００ｎｍの発光を発する。
【００２７】
本発明における使用に好適な下方変換物質としては、紫外光を吸収し、高い効率で赤色光を発する希土類有機金属錯体が挙げられる。本明細書で使用される場合、本明細書に開示されるような下方変換物質を有する層を含む電子デバイスは、その電子デバイスが、比較可能な電子デバイスが下方変換物質または希土類有機金属錯体を含まないことを除いて、電子デバイスと同一である、比較可能な電子デバイスと比較して、０．０５％を超える絶対モジュール効率の増加を呈するとき、高い効率を有する。例えば、高い効率は、比較可能な電子デバイスが下方変換物質を含まないことを除いて、電子デバイスと同一である、比較可能な電子デバイスと比較して、０．０５％を超える絶対モジュール効率の増加、または少なくとも０．０７％、少なくとも０．０８％、もしくは少なくとも０．０９％の絶対モジュール効率の増加を特徴とし得る。いくつかの実施形態において、高い効率は、上述されるような比較可能な電子デバイスと比較して、少なくとも０．１％の絶対モジュール効率の増加を特徴とし得る。本明細書で使用される場合、絶対モジュール効率は、フィルムを太陽光電池上に定置し、ＡＡＡクラス（ＡＭ１．５参照スペクトル放射照度）の太陽光シミュレータを使用して電流電圧（ＩＶ）特性曲線を記録することによって決定される。効率パーセント（％Ｅｆｆ）は、太陽光電池（Ｗ）によって生成された最大電力を全太陽光放射照度（１０００Ｗ／ｍ２掛ける太陽光電池面積（ｍ２））で割ったものとして計算される。
【００２８】
これらの下方変換物質または希土類有機金属錯体は、封止材樹脂中にドープされ、可視の光吸収を有さない多層封止材フィルムへと形成され得る。多層下方変換封止材フィルムの所与の層において、２つ以上の種類の下方変換物質が存在してもよく、いくつかの実施形態において、特に下方変換封止材フィルムが少なくとも３つの層を含む多層フィルムであるとき、下方変換封止材フィルムの異なる層において、異なる下方変換物質が提供されてもよい。
【００２９】
下方変換物質において有用な希土類イオンとしては、ユーロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（商標）、及びイッテルビウム（Ｙｂ）が挙げられるが、これらに限定されない。これらの希土類イオンは、様々なリガンドに複合されて、本２層及び多層下方変換封止材フィルムにおける下方変換物質としての使用に好適な希土類有機錯体を産生し得る。好適なリガンドとしては、ジベンゾイルメタンなどのβ−ジケトン系材料、テノイルトリフルオロアセトン、アシチルアセトン（ａｃｙｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ）、１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジ−ベンゾイルアセトン、ジイソブチロイルメタン、３−メチルペンタン−２，４−ジオン、２，２−ジメチルペンタン−３，５−ジオン、２−メチル−１，３−ブタンジオン、１，３−ブタンジオン、３−フェニル−２，４−ペンタンジオン、１，１，１−トリフルオロ２，４−ペンタンジオン、１，１，１−トリフルオロ−５，５−ジメチル−２，４−ヘキサンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、３−メチル−２，４−ペンタンジオン、１，３−ジフェニル−２−メチル−１，３−プロパンジオン、及び１−エトキシ−１，３−ブタンジオンが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３０】
ヒドロキシル酸もまた、リガンドとして用いられ得る。他のリガンドとしては、トリオクチルアミン、酸化トリオクチルホスフィン（ＴＯＰＯ）、ビピリジル、塩化トリカプリルイルメチルアンモニウム、トリイソオクチルアミン、１，１０−フェナントロリン、ならびに芳香族化合物（サリチル酸及び安息香酸など）が挙げられる。
【００３１】
一例示的なＥｕ錯体はＥｕ（ＴＴＡ）３ｂｉｐｙであり、式中、ＴＴＡはテノイルトリフルオアセトンであり、ｂｉｐｙはビピリジルである。この錯体は、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの紫外範囲において強い吸収を有し、６１２ｎｍの強い赤色発光を発する。別の例示的なＥｕ錯体はＥｕ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎであり、式中、ｐｈｅｎは１，１０−フェナントロリである。Ｅｕ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎは、２５０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外範囲において強い吸収を有し、６１４ｎｍの強い赤色発光を発する。
【００３２】
一例示的なＴｂ錯体はＴｂ（ｓｓａｌ）３であり、式中、ｓｓａｌはスルホサリチル酸である。Ｔｂ（ｓｓａｌ）３は、２５０ｎｍ〜３６０ｎｍの紫外範囲において強い吸収を有し、５５０ｎｍの強い緑色発光を発する。一例示的なＳｍ錯体Ｓｍ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎ、式中、ＴＴＡ及びｐｈｅｎは上述される通りである。Ｓｍ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎは、２５０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外範囲において強い吸収を有し、６４７ｎｍ及び６９７ｎｍの強い赤色発光を発する。
【００３３】
下方変換物質は、融解配合アプローチを使用して、錯体をポリオレフィン中に分散させることによって封止材樹脂に添加され得る。例えば、下方変換物質は、典型的に固体形態（すなわち、細粉末）で提供される。様々な量の希土類錯体が、Ｈａａｋｅ（Ｐｏｌｙｌａｂブランド）を使用して、６０〜８０ｒｐｍ、２００℃で１０分間融解配合することによって封止材樹脂中に組み込まれる。しかしながら、更なる例示的な実施形態において、希土類錯体は、当該技術分野において既知である任意の過程または技術を使用して、封止材樹脂に添加され得る。
【００３４】
他の構成要素
本明細書に開示されるような多層下方変換封止材フィルムの任意の層または層の組み合わせにおいて、追加の下方変換物質、紫外安定剤、及び相溶化剤を含む他の添加剤が使用され得る。これらの添加剤には、当該技術分野において既知である標準的な過程及び技術を使用して、封止材樹脂が組み込まれ得る。
【００３５】
紫外安定剤、相溶化剤、及び他のそのような添加剤は、当該技術分野において既知である。追加の下方変換材料としては、例えば、
（ａ）
（ｉ）Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及びＹｂなどの、フォトルミネセントランタニド陽イオンを含有するナノ粒子化合物と、
（ｉｉ）約１ｎｍ〜約２００ｎｍのサイズ範囲を有するナノ粒子またはナノ結晶である、コアシェル構造を有する、上述のナノ粒子（ｉ）または半導体ナノ結晶化合物（ｉｉ）のうちの１つ以上を含む複合物を含む、太陽光の１つの高エネルギー光子から２つ以上の励起子を産生することができる半導体ナノ結晶化合物の群から選択される量子ドットと、
（ｉｉｉ）希土類金属とドープされた量子ドット、特にＹｂドープＺｎＯ量子ドットなどのＹｂ、Ｐｒ３＋の個々のイオン活性フッ化物系及び酸化物系リン光体のＱＣ、ならびにＧｄ３＋−Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋−Ｔｂ３＋、及びＰｒ３＋−Ｍｎ２＋二元イオン活性リン光体などの二元／三元希土類イオン活性ＱＣリン光体と、から選択される無機ナノ粒子と、
（ｂ）ローダミン、クマリン、ルブレン、トリス（８−オキソキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニルベンジジン（ＴＤＰ）、Ｇａｑ２Ｃｌ、ペリレン顔料、ナフタレン、炭酸、ビオラントロン、イソ−ビオラントロン、及びこれらの添加剤の誘導体から選択される有機ルミネセント下方変換添加剤と、が挙げられ得るが、これらに限定されない。
【００３６】
電子デバイス
任意の上の実施形態において記載されるもののような多層下方変換封止材フィルムは、電子デバイスまたは他の積層構造に含まれ得る。本発明の好ましい態様において、多層下方変換封止材フィルムは、ＰＶセルまたはモジュールにおいて使用される。
【００３７】
一般に、ＰＶモジュールは、光が最初に接触する「上面フィルム」から開始して、順に、（ｉ）通常ガラスを含む、光受容及び伝達上面シートまたは被覆シートフィルムと、（ｉｉ）前封止フィルムと、（ｉｉｉ）ＰＶセルと、（ｉｖ）後封止フィルムと、（ｖ）通常ガラスまたは他のポリマーフィルム構造の背面層基材を含む、背面シートフィルムと、を含む。所与の電子デバイスにおける光起電力電池の数は、デバイスの性質及び使用に応じて変動するであろう。
【００３８】
上述の（ｉ）〜（ｖ）のＰＶモジュールのフィルムは、積層によって結合される。積層によって、上面シートは前封止フィルムと直接接触し、背面シートは後封止フィルムと直接接触する。ＰＶセルは、前封止フィルムと後封止フィルムとの間に固定され、それらと直接接触する。
【００３９】
本発明の多層フィルムは、好ましくはＰＶモジュールまたは他の電子デバイスにおいて前封止フィルムとして使用される。多層下方変換フィルム中に存在する下方変換物質は、ＰＶセル（すなわち、２００〜５５０ｎｍ）によって、さもなければ使用不可能であるか、またはより使用可能でない光の波長を、使用可能な波長（４００〜１，０００ｎｍ）に下方変換する。本発明のフィルムはまた、後封止フィルムとして使用され得る一方で、そのようなものとしてのそれらの使用は、ＰＶモジュール上にほとんどまたは全く影響を有さないであろう。
【００４０】
後封止フィルム及び背面シートフィルムは、当該技術分野において既知である任意の後封止フィルム及び背面シートフィルムであり得る。例えば、後封止材は、ポリオレフィン系またはＥＶＡ系であってもよく、背面シートフィルムとしては、ポリアミド／ポリアミド／ポリアミド（ＡＡＡ）背面シート、ポリ（フッ化ビニル）／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／ポリアミド（ＴＰＡ）背面シート、フルオロポリマー／ポリエチレンテレフタレート／ポリアミド（ＦＰＡ）背面シート、ポリアミド／ＰＥＴ／ポリアミド（ＡＰＡ）背面シート、Ｔｅｄｌａｒ（またはポリ（フッ化ビニル））／（ＰＥＴ）／Ｔｅｄｌａｒ（またはポリ（フッ化ビニル））（ＴＰＴ）背面シート、Ｋｙｎａｒ（またはポリ（フッ化ビニリデン））／ＰＥＴ／Ｋｙｎａｒ（またはポリ（フッ化ビニリデン））（ＫＰＫ）背面シート、フルオロポリマー／ＰＥＴ／フルオロポリマー（ＦＰＦ）が挙げられ得るが、これらに限定されない。
【００４１】
少なくとも２つの層を有する多層フィルム、及び少なくとも３つの層を有する多層フィルムを含む、本明細書に記載される多層下方変換フィルムは、幅広いＰＶセル技術の潜在的な利点を有し、電池材料に限定されることが意図されない。一般に、本発明のフィルムとともに有用な電池は、約４００〜１，１００ｎｍの総有用範囲を有する。例えば、電池材料としては、多結晶シリコン、単結晶シリコン、非結晶シリコン、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、銅インジウムガリウムセレン（ＣＩＧＳ）、銅インジウムセレン（ＣＩＳ）、及びヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、ならびに４００〜１，１００ｎｍ範囲において機能し得る当該技術分野において既知である他の材料が挙げられるが、これらに限定されない。
【実施例】
【００４２】
希土類錯体下方変換物質Ｅｕ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎの調製
材料：
ＴＴＡ：ＴＣＩ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−１，３−ブタデジオン（ｂｕｔａｄｅｄｉｏｎｅ）
Ｐｈｅｎ：Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅａｇｅｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な１，１０−フェナントロリン  
ＥＶＡ：ＤｕＰｏｎｔからＥｌｖａｘ１５０Ｗとして入手可能なエチレン酢酸ビニル（密度０．９５７ｇ／ｃｃ、メルトインデックス４３ｇ／１０分、融点６３℃）
【００４３】
０．４４６ｇ（１ｍｍｏｌ）のＥｕ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏを、１０ｍｌのエタノール中に溶解させ、この溶液を、７０℃での撹拌下、２０ｍｌのエタノール中、ＴＴＡ（０．６６６ｇ、３ｍｍｏｌ）及びｐｈｅｎ（０．１９８ｍｇ、１ｍｍｏｌ）の混合溶液中に緩徐に添加する。ｐＨ値を６．５〜７に調節する。この溶液を２時間反応させる。その後、結晶沈殿物を収集し、８０℃で乾燥させる。
【００４４】
多層下方変換封止材フィルムの調製
以下の実施例において使用されるベース樹脂は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９２によって測定される０．８７０ｇ／ｃｃの密度、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８（１９０℃、２．１６ｋｇ）によって測定される５ｇ／１０分のメルトインデックス（ＭＩ）、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定される５９℃の融点、ＡＳＴＭ  Ｄ−７９０によって測定される１５７０ｐｓｉ（１０．８ＭＰａ）の２％割線弾性係数、及びＤＳＣによって測定される−５３℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するＥＮＧＡＧＥ８２００熱可塑性エチレン／１−オクテンコポリマーである。
【００４５】
上で調製される様々な量の希土類錯体Ｅｕ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎをポリマー中に組み込む。このポリマー錯体配合物を、Ｈａａｋｅ（Ｐｏｌｙｌａｂブランド）を使用して、６０〜８０ｒｐｍ、２００℃で１０分間混合し、その後急速冷却過程を続けることによって調製する。この化合試料を鋳型内に定置し、０．２５ｍｍの厚さで、フィルムへと１１０℃で圧縮する。ともに０．２５ｍｍである２つの層を、０．５ｍｍの総厚さを有する１つのフィルムへと押圧することによって、２つの層を有する多層封止材フィルムを作製する。
【００４６】
以下の表１は、様々な実施例及び比較実施例の組成を示す。下方変換物質を有するか、またはそれを有さない封止材フィルムを試験して、それらの相対的効率改善
0006371843.tif 000002
【００４７】
を決定する。フィルムを太陽光電池上に定置し、ＡＡＡクラス（ＡＭ１．５参照スペクトル放射照度）の太陽光シミュレータを使用して電流電圧（ＩＶ）特性曲線を記録することによって、効率を決定する。太陽光電池（Ｗ）によって生成された最大電力を全太陽光放射照度（１０００Ｗ／ｍ２掛ける太陽光電池面積（ｍ２））で割ったものとして、効率パーセント（％Ｅｆｆ）を計算する。２つの異なる太陽光電池、ＣＩＧＳ及びＣｄＴｅについて、効率を決定する。空のＥＮＧＡＧＥ８２００フィルム（厚さ０．５ｍｍ）でのＣＩＧＳ及びＣｄＴｅの効率は、それぞれ１１．２６％及び１０．４５％である。なお、試料番号５〜６は参考例である。
【００４８】
【表１】
0006371843.tif 000003
【００４９】
更なる比較のために、同一の厚さ（０．５ｍｍ）の単一層封止材フィルムを、同一の総量のＥｕ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎで試験する。相対的効率改善を以下の表２に示す。
【００５０】
【表２】
0006371843.tif 000004
【００５１】
示されるように、下方変換物質が単一層に集中し、少なくとも１つの層が下方変換物質を有さない多層フィルムは、同一の総量の下方変換物質を有する単一層封止材フィルムよりも高い効率を有する。単一層に下方変換物質を有する多層封止材フィルム、または少なくとも１つの層に下方変換物質を有し、少なくとも１つの層が下方変換物質を含有しない多層封止材フィルムを使用することによって、ＰＶセルモジュールの効率は改善され、下方変換物質材料の総費用を低下させることができる。  なお、本発明には、以下の態様が含まれることを付記する。
〔１〕
（ａ）封止材樹脂を含む第１の層と、
（ｂ）封止材樹脂、及び少なくとも１つの希土類有機金属錯体を含む第２の層と、を備える、封止材フィルム。
〔２〕
前記希土類有機金属錯体が、少なくとも０．０００１重量％の量で存在する、〔１〕に記載の前記フィルム。
〔３〕
前封止材フィルムであって、
少なくとも１つの封止材樹脂を含む第１の層と、
少なくとも１つの封止材樹脂、及び前記前封止材フィルムの総重量に基づいて、少なくとも０．０００１重量％の量の少なくとも１つの希土類有機金属錯体を含む第２の層と、を備える、前封止材フィルムと、
少なくとも１つのＰＶセルと、を備える、電子デバイス。
〔４〕
比較可能な電子デバイスが希土類有機金属錯体を含まないことを除いて、前記電子デバイスと同一である、前記比較可能な電子デバイスと比較して、０．０５％を超える絶対モジュール効率の増加を含む、〔３〕に記載の前記電子デバイス。
〔５〕
比較可能な電子デバイスが希土類有機金属錯体を含まないことを除いて、前記電子デバイスと同一である、前記比較可能な電子デバイスと比較して、少なくとも０．１％の絶対モジュール効率の増加を含む、〔３〕に記載の前記電子デバイス。
〔６〕
前記希土類有機金属錯体が、前記封止材フィルムの総重量に基づいて、０．０１〜２重量％の量で存在する、〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔７〕
前記第２の層の前記封止材樹脂が、エチレン／α−オレフィンコポリマーである、〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔８〕
前記第２の層の前記封止材樹脂が、シラングラフトポリオレフィンである、〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔９〕
封止材樹脂を含む第３の層を更に備える、〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔１０〕
前記第３の層が、少なくとも１つの希土類有機金属錯体を更に含む、〔９〕に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔１１〕
前記封止材フィルム中に存在する希土類有機金属錯体の総量が、少なくとも０．０００１重量％である、〔１０〕に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔１２〕
前記第２の層が、少なくとも２つの希土類有機金属錯体を含む、〔１〕〜〔１１〕のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔１３〕
前記希土類有機金属錯体が、約２００〜５５０ｎｍの波長を有する紫外光を吸収する、〔１〕〜〔１２〕のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔１４〕
前記希土類有機金属錯体が、約４００〜１，２００ｎｍの波長を有する光を発光する、〔１〕〜〔１３〕のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
〔１５〕
前記少なくとも１つの希土類有機金属錯体が、Ｅｕ系、Ｔｂ系、またはＳｍ系錯体である、〔１〕〜〔１４〕のいずれかに記載の前記フィルムまたは電子デバイス。