[发明专利]用于太阳能电池中双转换核壳结构纳米材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于太阳能电池中双转换核壳结构纳米材料，其特征在于：所述核壳结构的纳米材料是以红外光激发的上转换发光材料为核，表面包覆一层紫外光激发的下转换发光材料的SiO2为壳层；其中所述的上转换发光纳米粒子为稀土掺杂氟化物，下转换发光材料由稀土有机配合物构成。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池中的核壳结构纳米材料，其特征在于：所述双转换功能的核壳结构纳米材料通过下法获得：以乙二醇为溶剂，稀土氯化物和氟化物为反应物制备的稀土掺杂氟化物纳米粒子作为内核；采用溶胶-凝胶湿化学法将稀土有机配合物包埋在SiO2为壳层。

3.一种如权利要求1所述的用于太阳能电池中双转换核壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于：所述双转换功能的核壳结构纳米材料通过下法获得：以乙二醇为溶剂，稀土氯化物和氟化物为反应物制备的稀土掺杂氟化物纳米粒子作为内核；采用溶胶-凝胶湿化学法将稀土有机配合物包埋在SiO2为壳层，核壳的尺寸由制备条件控制；

所述稀土掺杂氟化物纳米粒子内核所采用的制备方法为：首先制备稀土氯化物的乙二醇储存溶液: 通过将稀土氧化物分别溶解在浓盐酸中，加热至去除过量的HCl和水，然后将析出的稀土氯化物粉末溶解在乙二醇中配制成一定浓度的储存溶液；其次取聚乙烯吡咯烷酮, 加入乙二醇搅拌至溶解，然后加入预先配置的一定比例的稀土氯化物溶液A；最后，将NaF分散在乙二醇中，滴加到溶液A中，常温下搅拌1小时；将上面的溶液转移到反应釜中，反应温度为170℃-180℃，置于真空烘箱内反应22-24小时；用丙酮沉淀，离心，用去离子水洗涤几次后于真空干燥箱中干燥可得较纯样品；

稀土有机配合物采用水浴加热法制备，具体操作如下：将适量的稀土氯化物固体粉末溶解在无水乙醇中，取一定量的第一配体溶解在无水乙醇中，并将其ph值调至6-7后，滴入稀土氯化物的无水乙醇中，加热搅拌0.5-1h；再滴入一定量的第二配体的无水乙醇溶液，调节ph值至6.5-7, 加热搅拌，静置，抽滤，真空干燥。

4.根据权利要求3所述的用于太阳能电池中双转换核壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于：稀土有机配合物中的稀土离子可以是Eu²⁺,Eu³⁺,Tb³⁺；第一配体是：二苯甲酰基甲烷、水杨酸、对苯基苯甲酸，苯甲酸, 第二配体可以是：邻菲罗啉,2-2’-联吡啶,三正辛基氧化磷, 三苯基氧化磷。

5.（权利要求不能带括号）

根据权利要求3所述的用于太阳能电池中双转换核壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于：在制备过程中溶液的ph值、乙醇量、H₂O量、正硅酸乙酯TEOS量来控制壳层厚度；

整个核壳结构厚度50-60nm,  SiO2壳层厚度5—10nm, 核厚度30-50nm。

6.根据权利要求3所述的用于太阳能电池中双转换核壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于：在核壳纳米材料制备过程中，溶液的ph值=6.5—7,正硅酸乙酯TEOS、H₂O量、乙醇量的体积比应满足V_TEOS :V_水:V_乙醇=1: 3: 20。

7.根据权利要求3所述的用于太阳能电池中双转换核壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于： 三元配合物稀土离子对第一配体对第二配体的摩尔比分别为1：3：1。

8.根据权利要求3所述的用于太阳能电池中双转换核壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于：氟化钠与稀土氯化物的用量应满足F^-/RE³⁺≥5/1。