(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池の光電変換効率を向上させる波長変換材料を提供する。【解決手段】下記式で表される化合物を含むことを特徴とする太陽電池用波長変換材料。2012188473.tif 000011式中の金属原子は、周期表の１３族またはランタノイドに属する金属であり、Ａｌ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｉｎ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｅｕ，Ｔｂがある。【選択図】図１
2012188473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物を含むことを特徴とする太陽電池用波長変換材料。
一般式（１）
【化１】
2012188473.tif 000010
（式中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜８のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、または置換基を有してもよいアミノ基を表す。ただし、隣接するＲ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６同士が結合して環を形成してもよい。
Ｌは、上記配位子以外の有機化合物もしくは有機残基からなる単座または二座配位子を表す。
nは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ただし、ｎ＋ｍは、３である。
Ｍは、３価の金属原子を表す。）
【請求項２】
一般式（１）のＭが、周期表の１３族またはランタノイドに属する金属であることを特徴とする請求項1記載の太陽電池用波長変換材料。
【請求項３】
樹脂と、請求項１または２記載の太陽電池用波長変換材料とを含有する太陽電池用樹脂組成物。
【請求項４】
請求項３記載の太陽電池用樹脂組成物を用いてなる太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂との相溶性が高く太陽電池の光電変換効率を向上させる波長変換材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
石化資源の枯渇や地球温暖化の対策として、無尽蔵なエネルギー源である太陽光を利用した太陽光発電が注目されている。太陽光発電装置は発電効率の向上が求められている。発電効率を高めるため太陽光を太陽電池の感度の高い波長領域に変換する波長変換材料として希土類蛍光体が提案されている（特許文献1）。しかしながら、希土類蛍光体は発光波長が狭くさらに樹脂への分散性が悪いという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７７５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、太陽電池の光電変換効率を向上させる波長変換材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは前記問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、キノリノール系配位子を持つ金属錯体が樹脂への高い分散性と高い波長変換効率を持ち太陽電池の光電変換効率を高めることを見出し、この知見に基づいて本発明をなしたものである。
【０００６】
すなわち本発明は、下記一般式（１）で表される化合物を含むことを特徴とする太陽電池用波長変換材料に関する。
一般式（１）
【化１】
2012188473.tif 000003
【０００７】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜８のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、または置換基を有してもよいアミノ基を表す。ただし、隣接するＲ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６同士が結合して環を形成してもよい。
Ｌは、上記配位子以外の有機化合物もしくは有機残基からなる単座または二座配位子を表す。
nは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ただし、ｎ＋ｍは、３である。
Ｍは、３価の金属原子を表す。）
【０００８】
また本発明は、一般式（１）のＭが、周期表の１３族またはランタノイドに属する金属であることを特徴とする上記太陽電池用波長変換材料に関する。
【０００９】
また本発明は、樹脂と、上記太陽電池用波長変換材料とを含有する太陽電池用樹脂組成物に関する。
【００１０】
また本発明は、上記太陽電池用樹脂組成物を用いてなる太陽電池に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の波長変換材料およびこれを用いた太陽電池用により、透過性が高く太陽電池の光電変換効率を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、太陽電池封止材の蛍光スペクトルを表す。
【図２】図２は、本発明の太陽電池用波長変換材料が適用できる太陽電池の概略図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の波長変換材料は、下記一般式（１）で表される化合物を含む。
【００１５】
一般式（１）
【化２】
2012188473.tif 000004
【００１６】
（（式中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜８のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、または置換基を有してもよいアミノ基を表す。ただし、隣接するＲ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６同士が結合して環を形成してもよい。
Ｌは、上記配位子以外の有機化合物もしくは有機残基からなる単座または二座配位子を表す。
nは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ただし、ｎ＋ｍは、３である。
Ｍは、３価の金属原子を表す。）
【００１７】
一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜８のアルキル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよいアルコキシ基、または置換基を有してもよいアミノ基を表す。ただし、隣接するＲ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６同士が結合して環を形成してもよい。該環は置換基を有してもよい。
【００１８】
ここで、ハロゲン原子とは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を表す。
【００１９】
また、置換基を有してもよい炭素数１〜８のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、ｎ-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基の直鎖アルキル基、iso-プロピル基、iso-ブチル基、tert-ブチル基、２-ペンチル基、３-ペンチル基、２-メチル−１−ブチル基、３−メチル−１−ブチル基、１,１−ジメチル−１−プロピル基、２,２−ジメチル−１−プロピル基、２−エチル−１−プロピル基、２−エチル−１−ヘキシル基などの分枝アルキル基が挙げられる。これらの中でメチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、ｎ-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、iso-プロピル基、tert-ブチル基、２−エチル−１−ヘキシル基、１,１−ジメチル−１−プロピル基が望ましい。
【００２０】
また、アルキル基が有してもよい置換基としては、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、フェノキシ基、アミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、チオール基などが挙げられる。これらの中で、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、フェノキシ基が望ましい。
【００２１】
また、置換基を有してもよいアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオレニル基などが挙げられる。これらの中で、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基が好ましい。
【００２２】
アリール基が有してもよい置換基はアルキル基で挙げた置換基と同じものが挙げられる。
【００２３】
また、置換基を有してもよいアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基などのアルコキシ基が挙げられる。これらの中で、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基が好ましい。
【００２４】
アルコキシ基が有してもよい置換基はアルキル基で挙げた置換基と同じものが挙げられる。
【００２５】
また、アミノ基としては、アミノ基、メチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基などが挙げられる。これらの中で、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基が好ましい。
【００２６】
アミノ基が有してもよい置換基はアルキル基で挙げた置換基と同じものが挙げられる。
【００２７】
一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ６は、隣接するＲ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６同士が結合して環を形成してもよい。
【００２８】
隣接するＲ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６同士が結合して形成される環としては、シクロペンタン環、シクロペンテン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、ジヒドロフラン環、ピロリジン環、ジヒドロチオフェエン環、フラン環、ピロール環、チオフェン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラノン環などが挙げられる。これらの中で、シクロヘキサン環、ベンゼン環が望ましい。
【００２９】
隣接するＲ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６同士が結合して形成される環が有してもよい置換基はアルキル基で挙げた置換基と同じものが挙げられる。
【００３０】
一般式（１）におけるＬは、有機化合物もしくは有機残基からなる単座または二座配位子を表す。
【００３１】
単座配位子としては、メトキサイド、エトキサイド、プロポキサイドなどのアルコキサイド、フェノキサイド、ナフトキサイドなどのアリールオキサイド、アセトテート、ベンゾエートなどのカルボキシドなどが挙げられる。これらの中で、フェノキサイド、ナフトキサイド、アセトテート、ベンゾエートが好ましい。
【００３２】
二座配位子としては、２,２'-ビピリジル、１,１０−フェナントロリン、エチレンジアミン、アセチルアセトナトなどが挙げられる。これらの中で、アセチルアセトナトが好ましい。
【００３３】
一般式（１）におけるＭは、３価の金属を表す。３価の金属原子としては、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、クロム、鉄、マンガン、チタン、バナジウム、ジルコン、ユーロピウム、テルビウム、セリウム、ネオジウム、サマリウムなどが挙げられる。これらのかなで、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムの１３族に属する金属、ユーロピウム、テルビウム、セリウム、ネオジウム、サマリウムなどのランタノイドに属する金属が好ましい。さらにこれらの中で、アルミニウム、ガリウム、ユーロピウム、サマリウムが特に好ましい。
【００３４】
一般式（１）で表される化合物を、具体的に表１に具体的に例示する。これらの化合物は、公知の方法で合成できる。
【００３５】
表１
【表１】
2012188473.tif 000005
【００３６】
【表１】
2012188473.tif 000006
【００３７】
【表１】
2012188473.tif 000007
【００３８】
【表１】
2012188473.tif 000008
【００３９】
本発明の太陽電池用波長変換材料は、一般式（１）で表される化合物以外の波長変換材料を用いることもできる。
【００４０】
本発明の波長変換材料は、樹脂と混合し太陽電池用樹脂組成物として用いることが出来る。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体的には例えば、ポリメタクリル酸メチル等のメタクリル樹脂、ポリスチレン、スチレン− アクリロニトリル共重合体等のスチリル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、付加反応型シリコーン樹脂、縮合反応型シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂等が挙げられる。
【００４１】
また、太陽電池用樹脂組成物には必要に応じて添加剤を加えることも出来る。添加剤の例としては、酸化防止剤、燐系加工安定剤等の加工・酸化および熱安定化剤、紫外線吸収剤等の耐光性安定化剤およびシランカップリング剤などが挙げられる。
【００４２】
本発明の太陽電池用樹脂組成物は、波長変換材料によって変換した光が太陽電池セルに照射される部材に使用できる。使用できる部材としては、保護材、封止材、波長変換材、バックシート等が挙げられる。中でも、太陽電池セルに接触している封止材や波長変換材として用いることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、特にことわりがない限り、「部」とは「重量部」を意味する。
【００４４】
（実施例１）太陽電池用封止材の作成
エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂８５部と波長変換材料（例示化合物１）０．１部をスーパーミキサー（三井鉱産社製）に投入し、２０℃で２分間攪拌した後、二軸押出し機(日本プラコン社製)を用いて太陽電池封止材用樹脂組成物を得た。得られた太陽電池用封止材用樹脂組成物を板状体（厚さ０．５ｍｍ）とし太陽電池用封止材とした。得られた太陽電池封止材の蛍光スペクトルを図1に示す。
【００４５】
また、この太陽電池封止材を２枚のガラス基板（０．３ｍｍ）で挟みヘイズを測定したところ＜１であった。
【００４６】
このようにして得られた太陽電池用封止材を用いて図２に示すような透明基板（厚さ３ｍｍ）１と、耐加水分解ポリエチエレンテレフタレート／アルミ／耐加水分解ポリエチレンテレフタレートの３層からなる保護部材（厚さ１．０ｍｍ）２とで挟んだ後、真空ラミネータで１５０℃、２０分間加熱圧着し、太陽電池モジュールサンプルを作成した。
【００４７】
（実施例２〜１０）
波長変換材料を表２に示したものに替えた以外は実施例１と同様にして太陽電池モジュールサンプルを作成した。
【００４８】
（比較例１）
波長変換材料を加えない以外は実施例１と同様にして太陽電池モジュールサンプルを作成した。
【００４９】
（比較例２）
波長変換材料を酸化ユーロピウムに替えた以外は実施例１と同様にして太陽電池モジュールサンプルを作成した。
【００５０】
（太陽電池変換効率評価）
上記で作製した太陽電池モジュールサンプルに、ＡＭ１．５にスペクトル調整したソーラーシミュレータによって、２５℃、照射強度１０００ｍＷ／ｃｍ2の擬似太陽光を照射し変換効率を求めた。
【００５１】
実施例１から１０および比較例１，２で作成した太陽電池用封止材のヘイズと、実施例１から１０および比較例１，２で作成した太陽電池モジュールサンプルの変換効率を表２にまとめた。
【００５２】
【表２】
2012188473.tif 000009
【００５３】
以上のことから本発明の太陽電池用波長変換材料およびこれを用いた太陽電池用波長変換樹脂組成物は、紫外線を可視光に変換させて太陽電池の変換効率を向上させることが出来る。
【符号の説明】
【００５４】
１．透明基板
２．表面太陽電池用封止材
３．発電素子
４．裏面太陽電池用封止材
５．保護部材
【図１】
2012188473.tif 000012
【図２】
2012188473.tif 000013