[发明专利]一种稀土掺杂氟化物基双向转换发光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土掺杂氟化物基双向转换发光材料，其通式为(Pb_1‑xM_x)F₂:R，Yb，其中0≤x≤1，M=Ba，Bi，La，Ca；R=Er，Tm，Ho，Nd，该发光材料呈粉体形态，其制备方法包括以下步骤：原料包括PbF₂和/或BaF₂、BiF₃、LaF₃、CaF₂，YbF₃和/或ErF₃、TmF₃、HoF₃、NdF₃和NaF；将原料充分研磨后在550℃～650℃温度下发生灼烧反应，获得(Pb_1‑xM_x)F₂:R，Yb荧光粉体；将所述(Pb_1‑xM_x)F₂:R，Yb荧光粉体在室温下采用紫外可见荧光分光光度耦合808nm、980nm、1064nm及1550nm激光器测试样品的发射光谱。本发明制备方法简单，发光性能良好，在378nm紫外光以及808nm、980nm、1064nm、1550nm的红外光激发下，均可发出可见光，可有效地提高太阳能电池的光利用率和转换效率。

技术领域

本发明涉及荧光材料领域，具体是一种稀土掺杂氟化物基双向转换发光材料及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是基于光伏作用的最具发展潜力的新型能源产品。提高太阳能电池的转换效率是目前亟待解决的问题，影响转换效率提高的一个重要因素是太阳光的光谱利用范围不够。目前半导体同质结单层电池的理论效率上限为31％，其主要原因是每种材料都是有限响应，响应波长的范围主要在可见光区，对紫外、红外光的利用率非常低。近年来，将一些光谱转换材料应用到太阳能电池上，主要包括上转换、量子剪裁和下转换等发光材料。利用上转换发光材料把红外光转化成易吸收的可见光，最大转化效率可以提高到47.6％。通过在太阳能电池前表面增加一层下转换材料，其转换效率可提高到38.6％。但实现上转换和下转换性能往往是通过两类材料实现的，需要在太阳能电池上涂覆两层光谱转化薄膜，工艺复杂、成本高。

因此，针对以上现状，迫切需要开发一种稀土掺杂氟化物基双向转换发光材料及其制备方法，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土掺杂氟化物基双向转换发光材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种稀土掺杂氟化物基双向转换发光材料，其通式为(Pb_1-xM_x)F₂:R，Yb，其中0≤x≤1，M＝Ba，Bi，La，Ca；R＝Er，Tm，Ho，Nd，该发光材料呈粉体形态，其制备方法包括以下步骤：

A、原料包括PbF₂和/或BaF₂、BiF₃、LaF₃、CaF₂，YbF₃和/或ErF₃、TmF₃、HoF₃、NdF₃和NaF；

B、将步骤A的原料充分研磨后在550℃～650℃温度下发生灼烧反应，获得(Pb_1-xM_x)F₂:R，Yb荧光粉体；

C、将所述(Pb_1-xM_x)F₂:R，Yb荧光粉体在室温下采用紫外可见荧光分光光度耦合808nm、980nm、1064nm及1550nm激光器测试样品的发射光谱。