[发明专利]用于调制太阳光谱的银纳米颗粒-稀土掺杂荧光材料复合体系及其制备方法

说明书

本发明公开了用于调制太阳光谱的银纳米颗粒‑稀土掺杂荧光材料复合体系及其制备方法，所述复合体系是的Ag NPs‑NaBaPO₄:Ce³⁺,Er³⁺复合体系，将NaBaPO₄:Ce³⁺,Er³⁺荧光粉与Ag NPs置于离子管中，加入乙醇溶液使二者混合，超声后倒入研钵中，干燥，得到Ag NPs掺杂的NaBaPO₄:Ce³⁺,Er³⁺荧光粉，形成Ag NPs‑NaBaPO₄:Ce³⁺,Er³⁺复合体系。该复合体系具有宽带吸收特性，能实现四光子近红外量子剪裁发光，将该复合体系做成光转换层放置在太阳能电池上，可以将太阳光中太阳能电池低效吸收的紫外光转换为可被太阳能电池高效吸收的近红外光，有效提高锗基太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及复合纳米材料技术领域，具体涉及用于调制太阳光谱的银纳米颗粒 -稀土掺杂荧光材料（Ag NPs - NaBaPO₄:Ce³⁺, Er³⁺）复合体系及其制备方法。

背景技术

量子剪裁是指吸收一个高能光子，发射两个或两个以上的低能光子的发光现象。量子剪裁材料做成的光转换层放置在太阳能电池上，可以将太阳光中太阳能电池低效吸收的紫外光和部分可见光转换为可被太阳能电池高效吸收的近红外光谱，有效提高太阳能电池的光电转换效率。然而，传统的量子剪裁材料作为光转换层存在吸收带宽窄、发光强度较弱等问题，难以实用化。

目前还未有具有宽带吸收、多光子发射且能用于调制太阳光谱的贵金属纳米颗粒-稀土掺杂荧光材料复合粉末体系的相关专利报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效提高锗基太阳能电池的光电转换效率的用于调制太阳光谱的银纳米颗粒-稀土掺杂荧光材料复合体系及其制备方法，所述复合体系具体为Ag NPs - NaBaPO₄:Ce³⁺, Er³⁺复合体系。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

用于调制太阳光谱的Ag NPs - NaBaPO₄:Ce³⁺, Er³⁺复合体系的制备方法，包括如下步骤：

1) 高温固相法制备NaBaPO₄:Ce³⁺, Er³⁺荧光粉

1-1）原料称量：按摩尔计量比称量适量的BaCO₃（分析纯），Na₂CO₃（分析纯），(NH₄)₂HPO₄（分析纯），CeO₂粉末和Er₂O₃粉末；

1-2） 研磨：将原料置于玛瑙研钵中充分研磨，适时加入适量酒精以便原料混合更充分；

1-3）高温煅烧：将研磨好的混合物放入马弗炉中，在空气氛围下750-850˚C高温煅烧5.5-6.5 h；

1-4） 收样：待高温煅烧结束并自然冷却到室温后，取出样品，研磨成细粉，即为NaBaPO₄:Ce³⁺, Er³⁺荧光粉；

2) 化学还原法制备Ag NPs

2-1）预热：将6 mL乙二醇置于三颈圆底烧杯中，在145-155˚C加热台加热1-1.5 h；