[發明專利]一種三氟醋酸鹽溶液制備堿土金屬MF2（M=Ba，Ca）薄膜的方法

無效

• 申請號: 201310033369.8
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103112880A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 孫喁喁;郭巧琴;王長元
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: C01F11/22
• 分類號: C01F11/22;C09K11/61
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本發明涉及光致發光器件材料、顯示器材料的制備技術，具體地說是一種三氟醋酸鹽溶液制備堿土金屬MF₂（M=Ba，Ca）薄膜的方法。?

背景技術

隨著激光技術、新材料技術的迅速發展,?上轉換光學材料（up-conversion?phosphors），作為一種能將近紅外光轉換成可見光的新型光子學材料,?迅速在紅外探測、紅外上轉換成像、光存儲、光學信息處理，太陽能電池等方面都顯示出了其廣闊的應用前景,?并引起廣泛關注。紅外變可見上轉換材料是一種能將看不見的紅外光變成可見光的新型光學功能材料,?因能將幾個紅外光子“?合并”?成一個可見光子,?所以也稱為多光子材料。這種反斯托克斯效應具有重要的理論和實用意義,?自1966年Auzel提出后就引起人們的重視,?近年來為發展上轉換激光器和尋求新的上轉換效應,?已有許多報道。?

目前所提供的上轉換材料片,?通常是將上轉換粉末涂在鋁片或玻璃片上,?鋁片不透光限制了它的應用,?而玻璃片易碎和涂層易于脫落,?為此將上轉換材料粉末與有機物共混,?制成透明度較好的薄膜，以利應用。?

這種薄膜形態的上轉換薄膜在諸多領域都有應用。其獨特的發光性能,?使上轉換熒光材料在紅外探測、固體激光器、三維立體演示和光存儲、光學信息處理等很多領域都有著重要的應用，但這些應用都必須制作成薄膜形態才有利用價值。?

更重要的是，上轉換薄膜在太陽能電池領域也有應用價值。太陽能電池材料的較低的光電轉換效率成為其大規模應用的瓶頸之一。將上轉換薄膜與太陽能電池晶片合成一起，通過980?nm?的光激發，可以提高太陽能電池的轉換效率。目前的上轉換材料大都制作成粉體材料，由于粉體的工藝與太陽能電池工藝不兼容，于是人們考慮將其薄膜化。如果所制備的薄膜能夠實現上下轉換的能量傳遞，把較高頻和較低頻的光同時轉化為適當的中頻光，將顯著提高非晶硅太陽能電池的光電轉換效率，是一項具有科學意義和技術價值的值得探索的工作。?

???目前，制備上轉換氟化物薄膜有多種方法，如離子束輔助沉積、激光脈沖沉積、磁控濺射技術、電子束蒸發技術、溶膠-凝膠技術等。在薄膜制備方面，上述技術在制備氧化物上轉換薄膜方面已有大量研究報道，技術達到了較成熟的地步。但利用上述的各種鍍膜技術制備氟化物的上轉換薄膜的方面，受到很大的局限性，目前很少有報道。?

化學溶液法是一種低成本的鍍膜方法，且易于控制組分，實現產業化推廣等優勢。但對于在上轉換薄膜領域具有應用價值的BaF₂，CaF₂等薄膜而言，目前尚未有報道。其原因在于，三氟醋酸鹽溶液經涂敷形成膠體薄膜后，往往會劇烈吸收空氣中的水蒸氣而發生收縮顯現，因此很難獲得表面質量良好的薄膜。?

發明內容

本發明的目的是提供一種三氟醋酸鹽溶液制備堿土金屬MF₂（M=Ba，Ca）薄膜的方法，通過對溶液的改性提純，減少溶液中水的含量來控制薄膜成形過程，通過旋涂法可獲得表面光亮的膠體薄膜，并通過無氧氣氛保護下進行程序控制溫段的熱處理后，避免了雜相的形成，最終獲得純MF₂（M=Ba，Ca）薄膜。?

本發明所采用的技術方案為：一種三氟醋酸鹽溶液制備堿土金屬MF₂（M=Ba，Ca）薄膜的方法，其特征在于：所述的制備堿土金屬MF₂（M=Ba，Ca）薄膜的方法包括一下步驟：1）膠體溶液的制備；2）凝膠薄膜的制備；3）薄膜的氣氛熱處理，即可獲得BaF₂，CaF₂?薄膜；?

所述的具體步驟如下：

所述的步驟1）膠體溶液的制備：用三氟乙酸作反應物將鋇的無機化合物或鈣的無機化合物溶解于乙二醇甲醚或丙酸中形成了性能穩定且成膜性好的膠體溶液；

所述的步驟2）凝膠薄膜的制備：用所配制的膠體溶液，通過旋涂法在基片上獲得凝膠薄膜；

所述的步驟3）薄膜的氣氛熱處理：將得到的凝膠薄膜在空氣下干燥，N₂氣氛中熱處理，即可獲得具有純的BaF₂，CaF₂薄膜。

所述的制備膠體溶液的具體制備過程分為配料、提純、回溶三步；?

所述的配料是將鋇的無機化合物或鈣的無機化合物溶解在蒸餾水中，加入三氟乙酸并攪拌澄清，溶液中各物質摩爾比為鋇的無機化合物或鈣的無機化合物：三氟乙酸：蒸餾水＝1：(2-6)?：(10-50)。