[發明專利]一種熒光集光太陽能照明系統

有效

• 申請號: 201810179430.2
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108534055B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 林紅;張琦;石京;魏雅璇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F21S9/03
• 分類號: F21S9/03;F21V23/00;H02J7/35
• 代理公司: 11246 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文寶

1.一種熒光集光太陽能照明系統，其特征在于，所述照明系統包括：以納米二維材料表面負載結構為CsBX₃的納米晶為熒光材料的熒光光波導部件和照明部件，以及與所述的熒光光波導部件和所述的照明部件電連接的增益部件；其中，B為含有+2價態元素；X為鹵族元素；

所述的熒光光波導部件，用于將太陽能轉化為電能，包括圖案化熒光材料和太陽能電池；其中圖案化熒光材料吸收太陽光并重新發射熒光，太陽能電池再將熒光轉化為電能；

所述的照明部件與所述的熒光光波導部件電連接形成閉路電路，并對外提供照明；

所述增益部件包括：溫度探測器、噪音探測器、空氣質量檢測器、無線信號接收器、顯示屏和智能控制器中的至少一種；

所述熒光材料通過以下步驟制備：

S1)按照溶劑a：溶劑b體積比＝1：(15～35)配制混合溶液，并按照濃度為12～42g/L添加銫源，在真空條件下加熱得到銫前驅體溶液M；其中，所述的溶劑a為單不飽和脂肪酸，所述的溶劑b為碳原子數為13-24的直鏈烯烴；

S2)按照溶劑a：溶劑b：溶劑c體積比＝1：(10～30)：(0.6～3.6)配制混合溶液，并按照濃度依次為5～25g/L、10～40g/L、0.1～2.5g/L添加B源、X源和納米二維材料，在真空條件下加熱得到納米二維材料負載B、X前驅體溶液N，其中B為含有+2價態元素；X為鹵族元素；所述的溶劑a為單不飽和脂肪酸，所述的溶劑b為碳原子數為13-24的直鏈烯烴，所述的溶劑c為碳原子數為13-24的不飽和烯胺；

S3)按照前驅體溶液M：前驅體溶液N體積比＝1：(15～45)，將步驟S1)得到的前驅體溶液M注入步驟S2)得到的前驅體溶液N，得到納米復合材料溶液，經過離心獲得沉淀，90℃或140℃真空烘干，得到熒光材料；

所述的銫源為CsNO₃、Cs₂CO₃、Cs₂SO₄中的一種或幾種；所述的B源為含有+2價態元素的氯化物、氧化物中的一種或幾種；所述的X源為HX、PbX₂、CsX、NH₄X中的一種或幾種，其中X為鹵族元素。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統鋪設于地面為街道提供照明，地面裝飾和信息顯示，或安裝在建筑物外墻為室內提供照明、裝飾和信息顯示。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的CsBX₃中X單獨使用Cl、Br、I或按任意比例使用兩種鹵族元素制備納米晶，以獲得不同帶隙的熒光材料。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的CsBX₃中B單獨使用Sn、Ge元素、IIIA族In、Tl元素、VA族Bi、Sb元素、過渡金屬Cu、Mn元素，或按任意比例使用上述兩種或兩種以上的元素制備納米晶，以獲得不同帶隙的熒光材料。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的納米二維材料為石墨烯、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、氮化硼、黑磷以及二硫化鉬，以獲得不同載體負載納米晶的熒光材料。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熒光光波導部件還包括:鋼化玻璃蓋、減反膜、上波導介質、下波導介質、底部保護座和連接臺；所述熒光材料封裝在上波導介質和下波導介質組成的封閉空間內；所述的上波導介質的上表面依次安裝減反膜、鋼化玻璃蓋；所述的下波導介質的下表面依次安裝底部保護座和連接臺；所述的連接臺將多個光波導部件串聯，提高照明效果。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的太陽能電池單獨使用晶體硅、非晶硅、CuInGaSe、CuZnSeS、有機太陽能電池、染料敏化太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池、或使用上述兩種或兩種以上的單體太陽能電池組成的疊層太陽能電池，或使用由上述太陽能電池中的一種或幾種與熱電材料共同組成的疊層太陽能電池，提高系統的光電轉換效率。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述照明部件包括：燈罩、儲電部件、燈座、防水罩、照明燈和燈架；所述燈座安裝于燈架的上方中央；所述的儲電部件安裝于燈架的上表面并與熒光光波導部件連接；所述的燈罩以遮蓋的形式安裝于燈座的上表面；所述的照明燈和防水罩依次安裝于燈座的下表面。