[发明专利]一种YAB/SiO2近红外微纳米发光材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术及光伏技术领域，特别涉及一种YAB/SiO₂近红外微纳米发光材料及其制备方法和应用，以及含有YAB/SiO₂近红外微纳米发光材料的光转换EVA膜以及该膜的制备方法和应用。

背景技术

传统硅太阳能电池(晶体硅是一种间接能隙半导体材料，能隙1.12eV，只能有效吸收利用700～1100nm的太阳光子)的效率能量损失主要有4个过程：1、热损失；2、界面电位损失；3、接触电阻损失；4、复合损失。其中以热损失为最关键的热能损耗。高于硅带隙的光激子会很快转变为热能，所有低能量的红色光激子与很高能量的蓝色光激子在转换成电能时，具有产生相同光电子的功效，而其损失的能量最后以热能传给组件，使得太阳能电池的效率被降低。晶硅太阳能电池的理论转化效率值只有31％。目前单晶硅电池转换效率的最高记录为24.7％，工业生产的晶硅电池片的效率则更低，产业化多晶硅电池片的效率约为15％。如果可以将太阳光照射在太阳能电池上产生的过量的能量不以热能的形式消耗，而是加以利用，则可大大增加电池片的转换效率。

有报道显示，通过近红外光转换材料进行的光转换太阳能电池的理论上限可以从30％提高到38.6％。近年来，关于近红外光转换材料的研究成为学者的研究热点。但合成的近红外转化材料的可转换光的窗口较窄。例如，传统的近红外发光荧光粉YVO₄:Yb尽管其红外发光强度高，但其激发光波长只覆盖了太阳光分布较少的紫外光区(250～350nm)；又如Y₃Al₅O₁₂:Ce,Yb，其激发波长范围为400～500nm，仅覆盖了太阳光可见光区的小部分。这些现有的近红外光转换材料存在的局限性，导致其不能较高的利用太阳光，，限制了太阳能电池效率的提升。另一方面，有关光转换EVA膜的应用还未见报道，主要原因是将上述红外光转换材料加入到EVA膜中，将会导致EVA膜的光透过率下降，反而降低了电池的光电转换效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种YAB/SiO₂近红外微纳米发光材料及其制备方法和应用，以及含有YAB/SiO₂近红外微纳米发光材料的光转换EVA膜以及该膜的制备方法和应用。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

本发明的第一目的在于提供一种YAB/SiO₂近红外微纳米发光材料，所述发光材料的化学式为：Y_1-y-zM_zAl_3-x(BO₃)₄:Cr_x,Yb_y，其中，M选自Bi、La中的一种或两种的混合；0<x≤0.2，0<y≤0.2，0≤z≤0.2；当所述M为Bi和La的混合时，Bi和La可按任意摩尔比混合。

本发明的第二目的在于提供一种YAB/SiO₂近红外微纳米发光材料的制备方法，包括：

(1)a.将Y³⁺、Al³⁺、Bi³⁺、La³⁺、Yb³⁺的氧化物、H₃BO₃和Cr盐，按化学式Y_1-y-zM_zAl_3-x(BO₃)₄:Cr_x,Yb_y中的各元素的组成比进行混合，高速搅拌均匀，然后升温至1000℃-1400℃，将混合粉末烧结3-8小时；其中，M选自Bi、La中的一种或两种的混合；0<x≤0.2，0<y≤0.2，0≤z≤0.2；

或b.将Y³⁺、Al³⁺、Bi³⁺、La³⁺、Yb³⁺的氧化物、H₃BO₃和Cr盐，按化学式Y_1-y-zM_zAl_3-x(BO₃)₄:Cr_x,Yb_y中的各元素的组成比进行混合，在混合物中加入无水乙醇搅拌均匀，然后升温至1000℃-1400℃，将混合粉末烧结3-8小时；