[发明专利]一种Yb3+

说明书

本发明涉及一种Yb³⁺离子激活的近红外发光钒硅酸盐材料及其制备方法和应用，属于固体发光材料领域，其化学通式为La_11‑11xYb_11xSiV₃O₂₆，其中x为Yb³⁺掺杂的摩尔比，0.001≤x≤0.3。本发明采用高温固相法或湿化学合成法，制备得到的材料可以在250～400纳米的紫外光激发下发射950～1050纳米的近红外光，且钒硅酸盐具有良好的化学和热稳定性能，有望作为硅基太阳能电池用光转换材料，提高电池的光转化效率和性能稳定性。

技术领域

本发明涉及一种发光材料的制备方法及其应用，特别涉及一种可以实现从紫外光到近红外光转换发射材料的Yb3+离子激活的钒硅酸盐材料制备方法及其应用，属于发光材料技术领域。

背景技术

能源短缺和环境污染是21世纪人们不得不面对的问题，减少环境的污染就需要开发新型的可再生的清洁能源。太阳能作为一种新型的可再生清洁能源成为了人们竞相研究的热点，如何将光能转换成人们所需要的电能并提高它的转换效率是目前人们研究的重点。

光生伏特效应是一种可以将光能转换成电能的一种物理效应。人们通过该原理制备了不同发太阳能电池，如：硅基太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、聚合物太阳能电池等，其中应用最为成熟的应属硅基半导体太阳能电池，其有效光谱响应频谱范围在400～1100纳米。但太阳光中占很大一部分的紫外及蓝绿等短波长的光很难被充分吸收，因此从提高它的光电转换效率，减少光谱失配成为了人们所研究的重点之一。

为了减少光谱失配现象，提高光电转换效率，人们通常对光电材料进行掺杂改性，利用下转换定律，即吸收一个高能的光子，再发射出光谱响应较好的两个或者多个低能光子，从而将波长较短的光转换成硅基材料可以吸收响应的长波长的光，减少载流子的热损失，从而提高光电材料的转换效率。Yb³⁺离子通常具有简单的能级和较好的近红外光发射，可以与太阳能电池响应光谱相匹配，因此人们通常以Yb³⁺离子作为敏化剂和其它的三价稀土离子来改善其在紫外可见光区域的吸收，改善光电利用率。

目前这些共掺杂的离子主要集中在铽离子Tb³⁺、铥离子Tm³⁺、铒离子Er³⁺、镨离子Pr³⁺、钕离子Nd³⁺等三价稀土离子。本发明以镱离子Yb³⁺为激活离子， La_11-11xYb_11xSiV₃O₂₆为基质，可以实现宽带吸收,改善其在紫外至可见光区的吸收, 且这种可以实现从紫外光到近红外光转换发射的钒硅酸盐材料未见公开报道。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种Yb³⁺离子激活的近红外发光钒硅酸盐材料及其制备方法和应用，该制备工艺简单，生产成本低。

一种Yb³⁺离子激活的近红外发光钒硅酸盐材料，它的化学通式为 La_11-11xYb_11xSiV₃O₂₆，其中x为Yb³⁺掺杂的摩尔比，0.001≤x≤0.3；所述钒硅酸盐材料在250～400纳米的紫外光激发下，发射出950～1050纳米的近红外光。

一种Yb³⁺离子激活的近红外发光钒硅酸盐材料的制备方法，采用高温固相法，包括如下步骤：