專利名稱：一種稀土光轉換熒光粉及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及硅基太陽能電池用稀土光轉換材料領域，具體涉及一種堿金屬堿土金屬磷酸鹽熒光粉及其制備方法。
背景技術：
由于能源危機，開發(fā)新能源已經(jīng)成為當今世界的一項重要研究課題。在眾多新能源中，太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源.也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染，因此太陽能的研究和利用備受關注。而發(fā)展最快，最具活力的研究領域是太陽能的光電利用，即太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。太陽能電池根據(jù)所用材料的不同可分為硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應用中居主導地位。晶體硅的禁帶寬度約是1. 1&V，相當于llOOnm，而太陽能譜中能量主要集中在可見光區(qū)，光譜的不匹配使得太陽光利用效率低，而電池熱效應嚴重，這最終導致硅基太陽能電池光電轉換效率低。因此調(diào)整太陽能譜，使可見光轉化為能被太陽能電池高效吸收的紅外光，是提高太陽能電池效率的一個有效途徑。目前，研究較多的硅基太陽能電池用稀土光轉換材料主要采取摻入三價稀土離子 (如Tb3+，ft·3+，Er3+等)做敏化劑的方法來改進其在紫外至可見光區(qū)的吸收。這些敏化離子雖然在紫外至可見區(qū)有吸收，但其吸收均是線狀的，且吸收強度比較弱。而本發(fā)明的稀土光轉換材料在利用離子發(fā)射的同時，改進其在紫外至可見光區(qū)的吸收，同時減弱硅基太陽能電池的熱效應，是潛在的提高硅基太陽能電池效率的材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種可被250 - 470nm的紫外至可見光有效激發(fā)且具有強近紅外發(fā)射的硅基太陽能電池用稀土光轉換熒光粉。本發(fā)明的另一個目的是提供上述稀土光轉換熒光粉的制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案
一種稀土光轉換熒光粉，其化學組成式為Sr2(Qitl. Jb3Y1Li+ αι)Μο06。上述堿金屬堿土金屬磷酸鹽熒光粉的制備方法，包括如下步驟根據(jù)化學組成式， 稱取Sr、Ca、Yb, Li元素的氧化物或相應的鹽類，充分研磨混合均勻后，先在空氣氣氛下 5000C _700°C燒結10-14小時，冷卻后粉碎，然后再在還原氣氛下800°C -1000°C燒結10-14 小時，冷卻后粉碎，最后再在空氣氣氛下1000°c -1200°c燒結20-28小時，冷卻至室溫后， 取出并充分研磨即得到稀土光轉換熒光粉。在上述制備方法中，所述還原氣氛優(yōu)選為氫氣、炭、一氧化碳、或氮氣與氫氣混合氣。
本發(fā)明熒光粉能夠有效吸收250ηπΓ470ηπι的近紫外光和藍光，并有效地發(fā)射峰值波長位于900rniTl200nm的近紅外光，是一種適用于硅基太陽能電池應用的新型稀土光轉換熒光粉。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果
1.本發(fā)明的稀土光轉換材料具有非常寬的激發(fā)光譜，在紫外至可見光區(qū) (250ηπΓ470ηπι)范圍均具有強的吸收，可有效吸收太陽光能。2.本發(fā)明的稀土光轉換材料具有強的近紅外光發(fā)射，其發(fā)射主峰位于 900rniTl200nm，其能量與硅的禁帶寬度完美相匹配，可有效提高硅基太陽能電池的光電轉換效率，是潛在的硅基太陽能電池用稀土光轉換材料。3.本發(fā)明的熒光粉結構穩(wěn)定、制備方法簡單、易于操作。


圖1為本發(fā)明中Sr2 (Qitl. Jb3+aiLi+ 0.^MoO6稀土光轉換材料的室溫激發(fā)和發(fā)射光譜圖。
具體實施例方式實施例1 Sr2 (&。. Jb3Y1Li+ 0. ^ MoO6稀土光轉換熒光粉的制備
分別稱取碳酸鍶(SrCO3)O. 5907g，碳酸鈣(CaCO3) 0. 1705g，三氧化鉬(MoO3)O. 2880g, 三氧化二鐿ab203)0.0394g，電荷補償劑碳酸鋰(Li2CO3) 0.0076g，將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，先在空氣中700°C下灼燒10小時，然后取出研磨后，再裝入剛玉坩鍋中，再在空氣中1000°C燒結10小時，然后取出研磨后，再裝入剛玉坩鍋中，最后再在空氣中1200°C燒結20小時，冷卻至室溫后取出并充分研磨即得到樣品。該稀土光轉換熒光粉的室溫激發(fā)和發(fā)射光譜見圖1。
權利要求
1.一種稀土光轉換熒光粉，其化學組成式為Ai^C^Jb^iLi+dMcA。
2.權利要求1所述堿金屬堿土金屬磷酸鹽熒光粉的制備方法，其特征在于包括如下步驟根據(jù)化學組成式，稱取Sr、Ca、Yb, Li元素的氧化物或相應的鹽類，充分研磨混合均勻后，先在空氣氣氛下500°C -700°C燒結10-14小時，冷卻后粉碎，然后再在還原氣氛下 8000C -1000°C燒結10-14小時，冷卻后粉碎，最后再在空氣氣氛下1000°C -1200°C燒結 20-28小時，冷卻至室溫后，取出并充分研磨即得到稀土光轉換熒光粉。
3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述還原氣氛為氫氣、炭、一氧化碳、 或氮氣與氫氣混合氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種稀土光轉換熒光粉，其化學組成式為Sr2(Ca0.8Yb3+0.1Li+0.1)MoO6。該熒光粉的制備方法為根據(jù)化學組成式，稱取Sr、Ca、Yb、Li元素的氧化物或相應的鹽類，充分研磨混合均勻后，先在空氣氣氛下500℃-700℃燒結10-14小時，冷卻后粉碎，然后再在還原氣氛下800℃-1000℃燒結10-14小時，冷卻后粉碎，最后再在空氣氣氛下1000℃-1200℃燒結20-28小時，冷卻至室溫后,取出并充分研磨即得到稀土光轉換熒光粉。本發(fā)明公開的稀土光轉換材料具有紫外至可見光區(qū)的寬譜帶激發(fā)、強近紅外發(fā)射等優(yōu)點，可作為硅基太陽能電池用稀土光轉換材料。
文檔編號C09K11/78GK102485832SQ201010570198
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2010年12月2日
發(fā)明者池建平 申請人:池建平