[发明专利]一种Y2-XYbXO3下转换发光薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种可提高硅基太阳能电池广电转换率的下转换发光薄膜的制备，具体涉及一种Y_2-xYb_xO₃下转换发光薄膜的制备方法。

背景技术

与煤炭、石油等传统化石能源相比，太阳能具有环保、可再生等显著优势。目前太阳能利用的主流技术是光伏发电。但是，太阳光中大量能量高于硅能隙的紫外-可见光光子由于载流子热能化造成严重的能量损耗，这是导致硅基太阳能电池的光电转换效率低下主要原因之一。这一问题可通过光谱调制，使高能光子转换为接近硅能隙的低能光子，从而提高硅基太阳能电池的光电转换效率。

Y₂O₃是一种常见的发光材料基质，并且具有较宽的透明区间(0.28-8μm)，基本覆盖了太阳光谱。并且，由于其自身具备的低折射率，优良的化学稳定性与热稳定性，该材料被广泛用于减反射领域。另外，Yb³⁺激活的Y₂O₃则是一种具有较大潜力的下转换发光材料。目前基于Y₂O₃：Yb³⁺的下转换薄膜的制备主要采用物理镀膜法制备，如激光脉冲沉积(PLD)，磁控溅射等。物理镀膜法具有薄膜质量好，膜厚可控的优点。但是其缺点也难以回避：首先，制造成本高，对PLD、磁控溅射等昂贵的大型设备的依赖性较强，难以实现大面积镀膜；其次，由于物理镀膜法所用设备往往需要在一定的真空条件下镀膜，每镀完一片，都需要重新抽真空，生产效率较低；最后，这一镀膜方法不易与现有光伏电池组件或光伏玻璃的生产工艺有效衔接。因此，开发一种简便易行、对设备依赖性低、工艺重现性优良、镀膜效率高的湿化学镀膜工艺，就成为下转换发光薄膜能否得到推广应用的技术关键之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种Y_2-xYb_xO₃下转换发光薄膜的制备方法，解决了现有技术成本高及生产效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种Y_2-xYb_xO₃下转换发光薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，分别称取醋酸钇和醋酸镱，然后分别加入到醇类溶剂中搅拌至透明；

步骤2，向步骤1得到的溶液中加入丙酸或聚丙烯酸，搅拌后陈化；

步骤3，将步骤2陈化后的溶液镀制在硅片或光伏玻璃片上，并干燥，得到前驱体膜；

步骤4，将步骤3得到的前驱体膜在硅片或光伏玻璃片上进行热处理，得到Y_2-xYb_xO₃下转换发光薄膜；

步骤5，根据需要重复步骤1至步骤5，以增加薄膜厚度。

本发明的特点还在于，

步骤1中醋酸钇与醋酸镱的加入量按化学式Y_2-xYb_xO₃量取，其中x＝0.005～0.15。

步骤1中的醇类溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种；醇类溶剂中醋酸钇和醋酸镱的总量的浓度为0.1～1mol/L。

步骤2中丙酸或聚丙烯酸中羧基与醋酸钇和醋酸镱总量的摩尔比为3～3.3，陈化时间为3～48小时。

步骤3中镀制的方法为辊涂法或提拉法，提拉法镀膜速度为50～150毫米/分钟，辊涂法镀膜速度为1000～3000毫米/分钟，干燥温度为60～85℃，干燥时间为5～15分钟。

步骤4中在光伏玻璃片上进行热处理时，温度为700～750℃，时间为5～20min；在硅片上进行热处理时，温度为800～950℃，时间为5～20min。

步骤5中重复次数为0～3次。

本发明的有益效果是，本发明Y_2-xYb_xO₃下转换发光薄膜的制备方法，与物理镀膜法相比，本发明的湿化学镀膜工艺具有工艺流程简单，成本低，镀膜效率高，容易实现大面积工业化镀膜。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种Y_2-xYb_xO₃下转换发光薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：