[發明專利]一種高熱穩定的熒光聚光器的制備方法

在審

• 申請號: 202211315297.1
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115678549A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 趙海光;劉桂菊;王曉涵;荊強;張元明;韓光亭
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;C09K11/88;C09K11/02;C09K3/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 劉文霞

本發明公開了一種高熱穩定的熒光聚光器的制備方法，包括如下步驟：(1)在量子點表面包覆硼化物或硫基金屬化合物殼層，得到具有殼層結構的異質結構量子點；(2)將具有殼層結構的異質結構量子點、石墨烯及聚合物溶液均勻混合，制備熒光聚光器；所述量子點為CdSe、CdS、PbSe、PbS、CuInSe、CuInS、CdSe/CdS、InP/ZnSe、碳量子點、硅量子點中的至少一種。本發明通過在量子點外表面包覆殼層結構，能有效地將量子點與外界隔離；使量子點不會與石墨烯導熱材料直接接觸，避免電子轉移引發的熒光猝滅，同時石墨烯材料具有高熱導吸收，有效導出熒光聚光器在工作時所產生的熱量，從而使熒光聚光器具有熱穩定性，并保持高光電轉化率。

技術領域

本發明涉及熒光聚光器制備技術領域，具體涉及一種高熱穩定的熒光聚光器的制備方法。

背景技術

熒光聚光器電池是將太陽能電池安裝在熒光聚光器四周，通過吸收高強度熒光，并將熒光轉換成電能的裝置。通常情況下，熒光聚光器是將熒光材料分散在聚合物中，涂敷在玻璃或包埋在透光聚合物材料中，作為吸光和熒光轉換材料。但熒光材料的光學轉換效率通常遠小于100％，非光形式的輻射通常以熱的形式釋放到聚合物中，從而引起聚光器的工作溫度升高。當聚光器的工作溫度升高后，量子點熒光材料也處于較高溫度情況下(50℃)，不但量子效率降低，量子點結構也可能遭到破壞，從而嚴重影響熒光聚光器的效率。因此，本領域需要開發一種具有熱穩定性好的量子點基熒光聚光器。

發明內容

為解決傳統量子點基熒光聚光器工作過程中溫度升高導致光電轉換效率降低的問題，本發明提供了一種高熱穩定的熒光聚光器的制備方法。

本發明具體采用如下技術方案：

一種高熱穩定的熒光聚光器的制備方法，包括如下步驟：

(1)在量子點表面包覆硼化物或硫基金屬化合物殼層，得到具有殼層結構的異質結構量子點；

(2)將異質結構量子點、石墨烯及聚合物溶液均勻混合，制備熒光聚光器。

進一步地，所述步驟(1)中量子點為無機量子點，所述量子點為CdSe、CdS、PbSe、PbS、CuInSe、CuInS、CdSe/CdS、InP/ZnSe、碳量子點、硅量子點中的至少一種。

進一步地，所述步驟(1)中所采用的量子點為親水性量子點時，殼層采用硼化物殼層，在親水性量子點表面包覆硼化物殼層的具體步驟為：

(1a)在量子點水溶液中加入氯化物，并加熱到30～60℃，進行充分溶解，然后加入硼酸粉末，并將溫度升至100～150℃，得到混合溶液；

(1b)對混合溶液進行攪拌使其變為黏稠，然后抽真空至小于10KPa，同時繼續溫度升至180～220℃，反應1～5h，得到粉末狀反應物；

(1c)將粉末狀反應物分散到乙醇中，并進行離心，然后將所獲得的粉末在60～150℃烘干，獲得硼化物包覆的量子點。

進一步地，所述步驟(1a)中氯化物為氯化鈣、氯化鎂、氯化鍶、氯化鋇中的至少一種。

進一步地，所述步驟(1a)的混合溶液中量子點的濃度為10～1000mg/mL，氯化物的濃度為50～200mg/mL，硼酸的濃度為25～100mg/mL。

進一步地，所述步驟(1)中所采用的量子點為疏水性量子點時，殼層采用硫基金屬化合物殼層，在疏水性量子點表面包覆硫基金屬化合物殼層的具體步驟為：

(1A)將量子點溶解到十八烯和油胺的混合溶液中，加熱至100～150℃，然后抽真空0.5～2h，抽真空完成后通入氮氣，并升溫至200-250℃；