×
27.06.2015
216.013.5a09

МЕТАНОФУЛЛЕРЕНЫ В КАЧЕСТВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям солнечной энергии в электрическую и тепловую и может быть использовано в электрических устройствах, например солнечных батареях, которые имеют формирующие структуры на основе композиционных материалов. В частности, изобретение относится к фотоэлектрическому элементу, состоящему из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, в составе электроноакцепторного слоя содержащему метанофуллерены, где в качестве метанофуллеренов используются соединения общей формулы в которой R = -СООСН, -Cl, а в качестве электронодонорного слоя используется допированный соляной кислотой полианилин или полианилин на основе метансульфокислоты. Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работы преобразователей солнечной энергии в электрическую и напряжения холостого хода. 1 табл., 4 пр.
Основные результаты: Фотоэлектрический элемент, состоящий из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, в составе электроноакцепторного слоя содержащий метанофуллерены, отличающийся тем, что в качестве метанофуллеренов используются соединения общей формулы где R = -СООСН, -Cl, а в качестве электронодонорного слоя используется допированный соляной кислотой полианилин или полианилин на основе метансульфокислоты.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям солнечной энергии в электрическую и тепловую и может быть использовано в электрических устройствах, например солнечных батареях, которые имеют формирующие структуры на основе композиционных материалов.

Известны фотоэлектрические преобразующие материалы на основе производных фуллерена [патент US 8304643, кл. H01L 25/00, H01L 31/00, C07F 15/00, C07F 17/02, опубл. 23.04.2009], представленного формулой

где R1 - органическая группа, М - атом металла, L - лиганд.

Синтезирован обширный массив фуллереновых соединений, пригодных для использования в фотоэлектирических преобразующих устройствах. Однако известные применяемые фуллеренсодержащие соединения характеризуются высокой стоимостью из-за присутствия в молекуле металлоценового лиганда и низкими выходами целевого продукта при их синтезе.

Наиболее близким к предлагаемому решению является фотоэлектрический элемент [патент EP 2468704, кл. C07C 13/68, C07D 333/24, C07B 333/10, H01L 51/42. опубл. 24.07.2009], состоящий из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, в составе электроноакцепторного слоя служат метанофуллерены, используемые в качестве органических полупроводников в солнечных батареях, общей формулы

где X1 и X2 - моновалентная группа производных ароматических углеводородов, полициклических ароматических углеводородов, гетероароматических углеводородов, содержащих в своем скелете гетероатом. Представленные производные метанофуллеренов отличают хорошие растворимость, совместимость с полимерами, напряжение холостого хода и долговечность. Однако применение метанофуллеренов представленной общей формулы в фотоэлектрических преобразующих материалах демонстрирует недостаточно высокое напряжение холостого хода и эффективность фотоэлектрического преобразования, а выходы заявленных соединений, проявляющих максимальную эффективность, составляют 15,4 % и 34,6 %.

Использующиеся органические фотоэлектрические элементы содержат два различных слоя между проводящими электродами. Слой с более высоким сродством к электрону - акцептор электронов, а другой является донором. Эту структуру называют плоским донорно-акцепторным гетеропереходом. Когда обозначенные материалы поглощают фотон, создается возбужденное состояние, которое рассматривается как пара электрон-дырка (экситон). Экситоны распадаются на свободные электрон и дырку и аккумулируются на противоположных электродах благодаря действию эффективного поля, возникающего в области гетероперехода.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работы преобразователей солнечной энергии в электрическую и напряжения холостого хода.

Поставленная в изобретении цель достигается тем, что фотоэлектрический элемент, состоящий из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, в составе электроноакцепторного слоя используются метанофуллерены, отличаетсяся тем, что в качестве метанофуллеренов используются соединения общей формулы

где R=-СООСН3 (MF1), -Cl (MF2).

Сущность изобретения состоит в следующем.

В «электроноакцепторном» органическом слое используются впервые синтезированные нами и описанные в [Torosyan S.A., Biglova Yu.N., Mikheev V.V., Khalitova Z.T., Gimalova F.A., Miftakhov M.S. / Synthesis of fullerene-containing methacrylates // Mendeleev Communications. - 2012. - V.22. - №4. P.199-200] метанофуллерены общей формулы

где R=-СООСН3 (MF1), -Cl (MF2).

В качестве «электронодонорных» органических соединений использованы допированный соляной кислотой полианилин (PANI×HCl) и полианилин на основе метансульфокислоты (PANI×CH3SO3H).

Фотоэлектрический элемент, в составе электроноакцепторного слоя, содержащий метанофуллерены, отличается тем, что в качестве метанофуллеренов используются соединения общей формулы.

Получены фотоэлектрические элементы, состоящие из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, на основе производных полианилина и фуллеренсодержащих соединений, исследованы их вольтамперные характеристики и рассчитаны численные значения напряжения холостого хода, ток короткого замыкания, коэффициент заполнения и эффективность фотоэлектрического преобразования.

Суть изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Предварительно готовили отдельно 1% растворы метанофуллерена MF1 в хлороформе и допированный соляной кислотой полианилин (PANI×HCl) в диметилсульфоксиде.

На стеклянную подложку с полупроводниковым материалом оксид индия-олова наносили раствор легированной сопряженной полимерной смеси поли(2,3-дигидротиено-1,4-иоксин)-поли(стиролсульфонат), затем высушили его при температуре 120°С в течение 10 минут. Далее покрыли раствором допированного соляной кислотой полианилина в диметилсульфоксиде, растворитель удаляли в вакуумном сушильном шкафу. Далее нанесли слой раствора метанофуллерена в хлороформе. Вся стеклянная подложка со слоем фотоэлектрического преобразования была высушена в атмосфере аргона. В качестве верхнего электрода-катода использовали пленки алюминия, полученные термодиффузионным напылением в вакууме. Далее измеряли вольтамперные характеристики фотоэлектрического элемента и на их основе рассчитывали численные значения таких параметров, как напряжение холостого хода, ток короткого замыкания, коэффициент заполнения и эффективность фотоэлектрического преобразования (таблица).

Пример 2

Измерения фотоэлектрического элемента, состоящего из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, осуществляли по аналогии с примером 1, но в электроноакцепторном слое применяли метанофуллерен MF2.

Пример 3

Измерения фотоэлектрического элемента, состоящего из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, осуществляли также, как и пример 1, с тем отличием, что вместо полианилина использовали полианилин на основе метансульфокислоты (PANI×CH3SO3H).

Пример 4

Измерения фотоэлектрического элемента, состоящего из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, осуществляли также, как и пример 1, с тем отличием, что в электроноакцепторном слое использовали метанофуллерен MF2, а вместо полианилина - полианилин на основе метансульфокислоты (PANI×CH3SO3H).

Как видно из представленных в таблице данных, использование в электроноакцепторном слое метанофуллеренов 1 и 2 позволяет повысить эффективность работы преобразователей солнечной энергии в электрическую. Так, напряжение холостого хода увеличивается по сравнению с известным решением в среднем на 15 %.

Фотоэлектрический элемент, состоящий из электронодонорного и электроноакцепторного слоев, в составе электроноакцепторного слоя содержащий метанофуллерены, отличающийся тем, что в качестве метанофуллеренов используются соединения общей формулы где R = -СООСН, -Cl, а в качестве электронодонорного слоя используется допированный соляной кислотой полианилин или полианилин на основе метансульфокислоты.
МЕТАНОФУЛЛЕРЕНЫ В КАЧЕСТВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 127.
10.01.2013
№216.012.1888

Способ получения алкиленаминополикарбоновых кислот

Изобретение относится к способам получения алкиленаминополикарбоновых кислот, в частности N-карбоксиэтил и N-карбоксиметильных производных NN-бис (пиперазиноэтил) этилендиамина, которые могут быть использованы в качестве комплексообразователей. Предложен способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471772
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.188b

Способ получения производных этиленмочевины и этилентиомочевины

Изобретение относится к способу получения производных этиленмочевины и этилентиомочевины, который может найти применение в химической, фармацевтической и текстильной промышленности. Предложен способ получения производных этиленмочевины и этилентиомочевины путем взаимодействия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471775
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1cb4

Применение органической соли для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья и способ увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности и может быть использовано для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья. В качестве добавки для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья в термокаталитических процессах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472842
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.02.2013
№216.012.234a

Способ получения хлористого кальция

Изобретение относится к получению гранулированного хлористого кальция, который может быть использован в нефтедобывающей промышленности, коммунальном и дорожном хозяйстве. К жидким отходам, в качестве которых берут суспензию фильтровой жидкости аммиачно-содового производства, добавляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474536
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.26ea

Комплексное соединение 5-гидрокси-6-метилурацила с сукцинатом натрия и способ его получения

Изобретение относится к новому комплексному соединению 5-гидрокси-6-метилурацила с сукцинатом натрия (5-гидрокси-6-метилурацил сукцинату) формулы: проявляющему антигипоксическую активность. Предлагаемое соединение позволяет расширить арсенал фармакологически активных соединений с низкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475482
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.04.2013
№216.012.36ce

Способ получения n,n'-бис(β-пиперазиноэтил)-2-арил(алкил) имидазолидинов

Настоящее изобретение относится к способу получения N,N'-бис(β-пиперазино-этил)-2-арил(алкил) имидазолидинов, который включает взаимодействие 60-80%-ого водного раствора N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина(гексамин) с ароматическим или алифатическим альдегидом при температуре 100-120°C в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479583
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3867

Способ получения 2-диметиламино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана

Изобретение относится к синтезу биологически активных соединений - инсектицида: 2-диметил-амино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана (банкол). Первоначально получают 2-диметиламино-1,3-дихлорпропан путем взаимодействия 33-38% водного раствора диметиламина (ДМА) с хлористым аллилом (ХА) при мольном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480000
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.39ac

Состав для обработки древесины и способ обработки древесины этим составом

Группа изобретений относится к области деревообработки. Состав содержит неорганический борат и воду. В качестве неорганического бората он содержит пентаборат аммония и дополнительно содержит мочевину, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пентаборат аммония - 1-10, мочевина - 1-10, вода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480325
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a64

Способ получения анизотропного волокнообразующего нефтяного пека экстракцией ароматическими и гетероциклическими соединениями

Изобретение относится к способам получения анизотропного нефтяного волокнообразующего пека и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа получения анизотропного нефтяного пека путем термообработки изотропного нефтяного пека в инертной атмосфере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480509
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.3ff6

Способ защиты древесины

Изобретение относится к области деревообработки и защиты древесины от биоразрушения. В способе пропитывают древесину водным раствором антисептика полисульфида кальция, содержащего 18-27 мас.% полисульфида кальция и воду остальное. Кроме того, используют водный раствор полисульфида кальция с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481944
Дата охранного документа: 20.05.2013
Показаны записи 1-10 из 140.
20.01.2013
№216.012.1cb4

Применение органической соли для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья и способ увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности и может быть использовано для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья. В качестве добавки для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья в термокаталитических процессах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472842
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.02.2013
№216.012.234a

Способ получения хлористого кальция

Изобретение относится к получению гранулированного хлористого кальция, который может быть использован в нефтедобывающей промышленности, коммунальном и дорожном хозяйстве. К жидким отходам, в качестве которых берут суспензию фильтровой жидкости аммиачно-содового производства, добавляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474536
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.26ea

Комплексное соединение 5-гидрокси-6-метилурацила с сукцинатом натрия и способ его получения

Изобретение относится к новому комплексному соединению 5-гидрокси-6-метилурацила с сукцинатом натрия (5-гидрокси-6-метилурацил сукцинату) формулы: проявляющему антигипоксическую активность. Предлагаемое соединение позволяет расширить арсенал фармакологически активных соединений с низкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475482
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.04.2013
№216.012.36ce

Способ получения n,n'-бис(β-пиперазиноэтил)-2-арил(алкил) имидазолидинов

Настоящее изобретение относится к способу получения N,N'-бис(β-пиперазино-этил)-2-арил(алкил) имидазолидинов, который включает взаимодействие 60-80%-ого водного раствора N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина(гексамин) с ароматическим или алифатическим альдегидом при температуре 100-120°C в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479583
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3867

Способ получения 2-диметиламино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана

Изобретение относится к синтезу биологически активных соединений - инсектицида: 2-диметил-амино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана (банкол). Первоначально получают 2-диметиламино-1,3-дихлорпропан путем взаимодействия 33-38% водного раствора диметиламина (ДМА) с хлористым аллилом (ХА) при мольном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480000
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.39ac

Состав для обработки древесины и способ обработки древесины этим составом

Группа изобретений относится к области деревообработки. Состав содержит неорганический борат и воду. В качестве неорганического бората он содержит пентаборат аммония и дополнительно содержит мочевину, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пентаборат аммония - 1-10, мочевина - 1-10, вода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480325
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a64

Способ получения анизотропного волокнообразующего нефтяного пека экстракцией ароматическими и гетероциклическими соединениями

Изобретение относится к способам получения анизотропного нефтяного волокнообразующего пека и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа получения анизотропного нефтяного пека путем термообработки изотропного нефтяного пека в инертной атмосфере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480509
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.40a4

Способ получения бензимидазолов

Изобретение относится к области основного органического синтеза, а именно к способу получения N,N'-бис и N,N,N,N-тeтpaкис-бензимидазолилметил N,N'-бис (пиперазиноэтил) этилендиаминов, N,N'-бис и N,N,N,N-тетракис-бензимидазолилэтил-N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиаминов, которые получают путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482118
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4c81

Способ переработки углеводородсодержащего сырья (варианты)

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности и может быть использовано для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья. Изобретение касается способа переработки углеводородсодержащего сырья с использованием наночастиц металла и включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485167
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c82

Способ переработки углеводородсодержащего сырья

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности. Изобретение касается способа переработки углеводородсодержащего сырья, в качестве которого используют преимущественно тяжелое и/или остаточное сырье, в котором в сырье дополнительно вводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485168
Дата охранного документа: 20.06.2013
+ добавить свой РИД