[發明專利]一種用于太陽能電池的氟氧化物及其制備方法

在審

• 申請號: 202011534489.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112646582A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 張樂;甄方正;邵岑;康健;羅澤;邱凡;張永麗;申冰磊
• 申請（專利權）人: 新沂市錫沂高新材料產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C09K11/86
• 分類號: C09K11/86;H01L31/055
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 朱智杰

一種用于太陽能電池的氟氧化物及其制備方法，屬于發光材料制備應用技術領域。其化學式為YOF:0.3%Pr³⁺,x%Ho³⁺，其中1.5≤x≤2，采用熱解法制備，制備的氟氧化物在225nm、250nm激發時，在971nm的紅外處具有發射，在硅太陽能電池的有效響應范圍內。本發明提供的制備方法工藝簡單，產品性能穩定，適合工業化生產。

技術領域

本發明提供一種用于太陽能電池的氟氧化物及其制備方法，屬太陽能電池材料制備應用技術領域。

背景技術

近年來，由于太陽能硅電池的效率有限，太陽能電池(SC)增強領域引起了廣泛的關注。不被SC吸收的低能量光子抑制了電子-空穴對的產生，這就是所謂的亞帶隙透明度。另一方面，被吸收的光子的能量遠高于SC的帶隙（Eg），導致帶隙以上的光子通過發熱而損失能量，這就是所謂的熱化損失。因此，太陽能的大部分損失是由于熱化過程造成的。這可以通過使用合適的發光轉換器將吸收的高能光子（如紫外線（UV）或藍光）轉換為兩個低能光子來減少，這被稱為量子切割（QC）或向下轉換（DC）。

DC過程可以通過光子級聯發射(PCE)過程與一對鑭系(Ln³⁺)離子之間的能量轉移發生。Pr³⁺在不同氟化物宿主中的發光，包括YF₃、KMgF₃、LuF₃、BaMgF₄和PrF₃，顯示了在200nm以下激發下擁有1.2～1.6之間的內部理論量子效率。盡管單個Pr³⁺離子具有很高的量子效率，但它不能用作太陽能電池的增強，因為光子級聯的第一波長位于400nm左右，這在紫外光譜區，距離可響應波段非常遠。

發明內容

1.為了解決上述問題，本發明提供了一種用于太陽能電池的氟氧化物及其制備方法。其化學式為YOF: 0.3%Pr³⁺, x%Ho³⁺，其中1.5≤x≤2，采用熱解法制備，制備的氟氧化物在225nm、250nm激發時，在971nm的紅外處具有發射，在硅太陽能電池的有效響應范圍內。本發明提供的制備方法工藝簡單，產品性能穩定，適合工業化生產。

2.本發明的技術方案如下：

按照化學計量比稱量純度大于99.9%的氧化釔、氧化鐠、氧化鈥和三氟乙酸作為原料。在室溫下將氧化釔、氧化鐠、氧化鈥加入蒸餾水中并以200~300rpm的速率攪拌10~30min，隨后加入三氟乙酸，配制金屬離子濃度為0.5~3mol/L的溶液，然后將溫度升至70~80℃，繼續攪拌20~30min。然后將溶液置于400~600℃下加熱1~3h，得到粉末。將粉末在700~900℃下煅燒1~3h，得到所述氟氧化物。

有益效果

1.本發明制備的氟氧化物在225nm、250nm激發時，在971nm的紅外處具有發射，在硅太陽能電池的有效響應范圍內。

2.本發明提供的方法在制備氟氧化物的過程中，選用高純的原料粉體，并嚴格控制雜質的引入，非常適合用于該材料的制備。

3.本發明提供的氟氧化物的制備方法，產量和產率高，制備過程簡單，對制備時間安排要求不苛刻，可有效提高產量和降低生產成本，非常適合工業化生產。

附圖說明

圖1實施例9制備粉體的XRD圖譜；

圖2實施例制備的粉體在225nm、250nm激發下的發光光譜圖。

具體實施方式

下面結合具體實例對本發明做進一步的說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

實施例1：YOF: 0.3%Pr³⁺