[發(fā)明專利]一種共摻Er3+,Dy3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010126816.0
• 申請(qǐng)日: 2010-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN101899307A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷亮;任益超;楊云霞;袁雙龍;陳國(guó)榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/85
• 分類號(hào): C09K11/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種上轉(zhuǎn)換熒光粉及其制備方法。?

背景技術(shù)

近30年來，太陽能利用技術(shù)在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開拓方面都獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，成為世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。而其中的太陽光伏發(fā)電是世界上節(jié)約能源、倡導(dǎo)綠色電力的一種主要的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球各國(guó)解決能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)之間矛盾的最佳途徑之一。但是由于硅材料本身的禁帶限制，目前硅太陽能電池主要是靠吸收可見光范圍內(nèi)的太陽光來發(fā)生光電轉(zhuǎn)換，被我們所利用。在紅外區(qū)的光譜不能被太陽能吸收，這也是硅太陽能電池目前光電轉(zhuǎn)換效率無法突破的一個(gè)很重要的瓶頸。目前，一種上轉(zhuǎn)換熒光粉涂層被涂在雙面的太陽能電池的背面，而不會(huì)因?yàn)槿肷涔庾拥哪芰縀＞Eg，影響到整個(gè)電池器件的性能。這種熒光粉已經(jīng)被證明有較高的上轉(zhuǎn)換效率，并且能夠通過與黏合劑混合，然后很容易的涂敷在雙面電池的背面。?

上轉(zhuǎn)換是一個(gè)在較低能量光子連續(xù)吸收的過程之后，接著是較高能量光子發(fā)光的光學(xué)過程。這種機(jī)理可以用在太陽能電池上，把光伏次能帶隙損失減至最低。它主要的優(yōu)點(diǎn)是：a.吸收波長(zhǎng)范圍高于1100nm；b.發(fā)射光的波長(zhǎng)低于1100nm；c.低的激發(fā)強(qiáng)度；d.高的上轉(zhuǎn)換效率；e.經(jīng)過上轉(zhuǎn)換之后的光有高的透過率。稀土摻雜材料有理想的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能，也被用在很多從近紅外光到可見光的轉(zhuǎn)換應(yīng)用上。這種熒光粉已經(jīng)被用在雙面太陽能電池的背面，也已經(jīng)證明在近紅外區(qū)域的吸收有所增強(qiáng)。通過上轉(zhuǎn)換，把那些硅太陽能電池不能吸收的近紅外光，轉(zhuǎn)換成它能吸收的光，來提高電池的效率。?

鐿鉺離子共摻的氟化釔鈉基質(zhì)被證實(shí)具有最高的近紅可見光上轉(zhuǎn)換效率，其中六方晶型氟化釔鈉的轉(zhuǎn)換效率又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于立方晶型氟化釔鈉(Chem.Mater.200719，727-734)。出于這個(gè)原因，氟化釔鈉是用于研究近紅外上轉(zhuǎn)換的基質(zhì)，是硅光伏近紅外亞禁帶光譜的提高所要求的。?

在目前制備的各種類型的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中，如中國(guó)專利(公開號(hào)：CN101067083A，公開號(hào)：CN1386817A，公開號(hào)：CN1539917A)，在上述的幾種制備方法中，大都需要進(jìn)行高溫，長(zhǎng)時(shí)間的固相反應(yīng)，甚至需要?dú)夥毡Ｗo(hù)，因而制備工藝復(fù)雜且能耗高。其中(公開號(hào)：CN101067083A)公開的一種通式為NaY_1-X-Y(Yb_xEr_y)F₄為母體材料，合成溫度高達(dá)450～570℃，產(chǎn)物顆粒粒度分布不均勻，且晶體的純度不高，有其他雜相影響其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能，而且熒光粉的吸收僅在可見光范圍內(nèi)，也不適合用來作為太陽能背面上轉(zhuǎn)換涂層的基礎(chǔ)物。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)上轉(zhuǎn)換熒光材料合成溫度高、粒度分布不均勻、晶體中有雜相和在紅外光譜區(qū)光譜吸收少的問題，而提供一種上轉(zhuǎn)換熒光粉及其制備方法。?

本發(fā)明中所述的能夠增加紅外區(qū)吸收光譜的上轉(zhuǎn)換熒光粉的體系結(jié)構(gòu)式為：NaY_1-x-y(Er_xDy_y)F₄，其中0.01≤x≤0.05，0.001≤y≤0.05。?

本發(fā)明中所述的能夠增加紅外區(qū)吸收光譜的上轉(zhuǎn)換熒光粉的制備方法，通過稀土混合溶液與NaCl水溶液和NH₄F的混合液與EDTA水溶液混合，調(diào)整pH值，然后轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在一定溫度下保溫，經(jīng)離心清洗后烘干，得到上轉(zhuǎn)換熒光粉。?

按以下步驟實(shí)現(xiàn)：?

1)、稀土氯化物溶液是由YCl₃，ErCl₃，DyCl₃按摩爾比溶于水得到稀土混合溶液A；混合溶液A是按摩爾比YCl₃∶ErCl₃∶DyCl₃＝1∶0.01～0.06∶0.001～0.06溶于水中；混合液總濃度是0.1～0.3mol/L。?

2)、將NaCl水溶液與NH₄F按NaCl∶NH₄F摩爾比＝1∶4～8混合得到混合液B；?

3)、將稀土混合溶液A和混合溶液B以及EDTA水溶液混合，攪拌后用氨水調(diào)整pH值為6～7，然后加入到反應(yīng)釜中，160～200℃下保溫46～50小時(shí)后冷卻到室溫；?

4)、取出反應(yīng)物經(jīng)離心清洗后烘干，得到上轉(zhuǎn)換熒光粉；其中：上轉(zhuǎn)換熒光粉的粒徑分布為5～10μm。?