[發(fā)明專利]一種ZnO量子點摻雜的SiO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011189254.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112768533B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃建勇;費廣濤;許少輝;張敏;倪志龍;王彪
• 申請（專利權(quán)）人: 上海西源新能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0264;H01L31/0288;H01L31/18
• 代理公司: 合肥和瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 魏玉嬌

本發(fā)明涉及一種ZnO量子點摻雜的SiO₂下轉(zhuǎn)換減反射膜及其制備方法。所述制備方法包括制備ZnO量子點、制備酸性SiO₂溶膠、摻入ZnO量子點、提拉鍍膜、高溫退火。本發(fā)明將ZnO量子點離心、清洗可以去除殘余的離子和未反應(yīng)的雜質(zhì)，然后在不烘干的情況下?lián)诫s在酸性SiO₂溶膠中，可以得到均勻分散的溶膠，通過提拉鍍膜制備出下轉(zhuǎn)化減反射膜，該薄膜既具有減反功能，又可以將紫外光轉(zhuǎn)化為可見光，且量子點退火未出現(xiàn)熒光淬滅。本發(fā)明的制備方法操作簡單且工藝成熟，成本更低，ZnO發(fā)射波長可調(diào)，可以通過控制ZnO量子點的粒徑改變發(fā)射峰的位置。有望通過光催化減少表面污漬，應(yīng)用到光伏系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)薄膜領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬納米材料領(lǐng)域，涉及一種具有下轉(zhuǎn)換和減反射雙重作用的納米 薄膜制備技術(shù)，特別涉及ZnO量子點摻雜的基于酸性SiO₂溶膠制備的下轉(zhuǎn) 化減反射膜及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，晶體硅太陽能電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率已達到24.7％，為了進一 步提高晶體硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，通常需要從以下兩個方面考慮： 1、在蓋板上鍍制減反膜材料，盡量減少太陽能電池蓋板對入射光的反射， 以增大太陽能電池對光的利用；2、添加上轉(zhuǎn)換、下轉(zhuǎn)換材料，盡量將太陽 能電池響應(yīng)波段以外的光轉(zhuǎn)換成太陽能電池可以有效響應(yīng)的波段的光。輻射 到達地面的太陽光譜的波段范圍大約為295～2500nm，而晶體硅太陽能電池 可有效響應(yīng)的波段為400～1100nm。添加上轉(zhuǎn)換、下轉(zhuǎn)換材料，理論上可以 有效地將波長小于400nm的光，以及波長大于1100nm的光轉(zhuǎn)換成 400～1100nm波段的光。為了減少太陽能電池表面對光的反射，人們已研究 出較好的減反射膜材料，例如：Mazur等利用微波輔助磁控濺射法交替沉積 了TiO₂/SiO₂五層減反射膜，其在可見光波段的透過率為97％以上(Applied Surface Science，2016，380，165.)。Song等通過浸漬提拉法制備了TiO₂ /SiO₂雙層致密減反射膜，其光伏加權(quán)平均透過率為94.5％ (Optik～International Journalfor Light and Electron Optics，2013，124(18)， 3392.)雖然減反射膜可以很好地減少光的反射，但是還是不能有效地利用 400～1100nm波段之外的光。為了解決這個問題，人們通過用稀土摻雜減反 射膜的方式來調(diào)節(jié)光譜，可以將紫外光轉(zhuǎn)換為可見光或近紅外光。例如：程 祖軍等用溶膠—凝膠法在多孔二氧化硅減反射膜層中摻雜Eu³⁺離子，Eu³⁺離 子可以吸收波長為393nm左右的紫光和紫外光，發(fā)射出612nm的紅光(稀 土銪摻入多孔二氧化硅減反射膜對太陽能電池效率的影響，程祖軍等，功能 材料與器件學(xué)報，2009，第15卷，第3期，第295頁)。陳武軍等用溶膠 —凝膠法在二氧化硅減反射膜中摻雜稀土Tb³⁺離子，Tb³⁺離子可以吸收 310～322nm和330～380nm波長的光，發(fā)射出544nm左右的綠光(太陽能電 池用稀土鋱摻雜二氧化硅減反射和光波轉(zhuǎn)換薄膜，陳武軍，2016，西北大學(xué) 學(xué)報，第46卷，第1期，第28頁)。但是稀土材料成本比較昂貴不利于大 規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中減反射膜的制備成本高、效 率低的不足之處，提供一種ZnO量子點摻雜的SiO₂下轉(zhuǎn)換減反射膜的制備 方法。

本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一 種ZnO量子點摻雜的SiO₂下轉(zhuǎn)換減反射膜。

為了解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采取的技術(shù)方案為ZnO量子點摻雜的 SiO₂下轉(zhuǎn)換減反射膜的制備方法，包括如下步驟：

S1、制備ZnO量子點：采用溶膠-凝膠法制備ZnO量子點；