[发明专利]荧光材料、白光发光装置、及太阳能电池

说明书

本申请为2009年11月5日递交的申请号为200910208735.2，发明名称为“荧光材料、白光发光装置、及太阳能电池”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是涉及一种荧光材料，更特别涉及此种材料于白光发光装置及太阳能电池的应用。

背景技术

利用省电、低污染、与寿命长的白光发光二极管作为照明光源已是现代照明主要发展趋势。照明光源除了LED本身亮度外，其选用的荧光材料也为影响总发光效率的关键因素。

目前市面上常见白光LED为蓝色LED(发射波长为460nm至480nm)配合黄色荧光粉，其演色性较差。此外，由于蓝光LED芯片的蓝光激发黄色荧光粉以产生黄光，蓝光强度会随输入电流量变化而改变，使光色偏蓝或偏黄。此外，蓝光LED会随时间逐渐毁损，也会造成光色不匀的现象。为提高演色性及发光效率，一般采用紫外发光二极管搭配红、蓝、绿三色荧光粉。由于激发源为不可见光，即使激发强度减弱，也不影响粉体所发的光色。

在已知技术美国专利第7064480及7239082号、世界专利第0211211号中，已公开一种发蓝绿光的铝酸盐荧光材料EuMgAl₁₀O₁₇。上述荧光材料的激发主峰为396nm，发光主峰为477nm的蓝绿光，其最强发光强度不佳。

综上所述，目前仍需进一步调整该些荧光材料的组成以提高最强发光强度，并使发光波长更趋近纯红色、纯绿色、或纯蓝色。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效提高激发效率及放射强度，并使发光波长更趋近纯色的荧光材料。

本发明的目的还在于提供使用上述荧光材料的白光发光装置及太阳能电池。

本发明提供一种荧光材料，具有结构式如Eu_(1-x)Ma_xMg_(1-y)Mb_yAl_(10-z)Mc_zO₁₇；其中Ma是Yb、Sn、Pb、Ce、Tb、Dy、Pr、Ca、Sr、Ba或上述的组合，且0≤x≤0.9；Mb是Mn、Zn、或上述的组合，且0<y≤0.7；以及Mc为Ga、In、B、或上述的组合，且0≤z≤5。

本发明也提供一种白光发光装置，包括上述的荧光材料及一激发光源，且该激发光源的波长是200nm至400nm的紫外光或400nm至420nm的蓝光。

本发明还提供一种太阳能电池，包括透明基板；阳极及阴极，位于透明基板的下表面；以及半导体层，位于阳极与该阴极之间；其中透明基板的上表面具有上述的荧光材料。

相较于目前大部份的半导体层所能利用的波长范围均为可见光区，无法利用能量较强的紫外光区，本发明的优点在于：本发明一方面通过掺杂多种掺杂物可提高荧光材料的激发效率及放射强度。另一方面本发明的荧光材料可被太阳光的紫外光激发而发出绿光，增加半导体层对太阳光的使用率。再有，本发明的荧光材料经由紫外光或蓝光激发后可放射出可见光，与其它适用的各色光荧光材料组合可作成白光发光装置，本发明的荧光材料也可用以增进太阳能电池的光使用率。

附图说明

图1是本发明的太阳能电池示意图；

图2是本发明的荧光材料EuMg_1-yMn_yAl₁₀O₁₇与已知荧光材料EuMgAl₁₀O₁₇的光致放射比较图；

图3是本发明的荧光材料EuMg_0.9Mn_0.1Al₁₀O₁₇的CIE图；

图4是不同比例的EuMg_1-yMn_yAl₁₀O₁₇的光致发光强度图；

图5是本发明的荧光材料EuMg_0.8Mn_0.2Al_(10-z)Ga_zO₁₇的光致激发放射比较图；