[发明专利]一种LaF3

说明书

本发明属于光学薄膜领域，具体涉及一种LaF₃:Tb³⁺下转换减反射膜及其制备方法和用途。本发明用水热法制备了LaF₃:Tb³⁺纳米颗粒，颗粒尺寸为30nm左右。并且获得了分散均匀的LaF₃:Tb³⁺纳米颗粒镀膜溶液，通过提拉法制备出LaF₃:Tb³⁺薄膜。这种方法简单，技术成熟，成本低，而且不需要精密仪器。实现了在400～1100nm波段光的减反射，使玻璃的平均透过率从89.92％提高到96.09％，并且在602nm波长处的峰值透过率达到98.87％。这种LaF₃:Tb³⁺纳米颗粒可以吸收350～380nm的光，主要发射出544nm左右的光，具有下转换功能。

技术领域

本发明属于光学薄膜领域，具体涉及一种LaF₃:Tb³⁺下转换减反射膜及其制备方法和用途。

背景技术

太阳能是一种可再生能源，而太阳能电池可以直接将太阳能转换为电能，因此，一直受到人们的广泛关注。然而，两个主要瓶颈限制了太阳能电池的效率。一是，太阳能器件表面的反射，二是，太阳能电池的响应光谱波长与太阳辐射到地面的光谱不匹配(以硅半导体太阳能为例，响应波长为400～1100nm，太阳光谱辐射到地球表面的波长为250～2500nm)(Phys Chem Chem Phys,11(2009)11081-11095.)。由于这两部分的限制，太阳能电池有一个极限效率为29％(Chemical Society Reviews 42(2013)173-201.)。因此，减少光的反射和光谱不匹配对于太阳能电池来说非常重要。

太阳能光伏玻璃是透明的，可以起到保护太阳能电池免受物理冲击和腐蚀。但是光伏玻璃的折射率一般为1.52，会造成将近8％的光反射。现有技术通过在光伏玻璃表面制备一层减反射膜来进一步提高太阳能电池效率，这些减反射薄膜在较宽的光学范围内会表现出较低的光吸收和高的透光率。

近年来，LaF₃具有耐腐蚀性强，耐湿性能好，热稳定性高等特点，而作为表面保护和修饰层广泛应用于不同的光电器件。但是LaF₃薄膜的制备技术非常昂贵，而且需要精密的仪器。虽然减反射膜可以减少光的反射，但是还是不能减少太阳光与太阳能电池的光谱不匹配问题，而下转换可以将紫外光转化为可见光。近年来，LaF₃掺杂各种稀土材料制备的下转换荧光粉已经被广泛的研究(J Fluorine Chem,2017,200:18-23.)，但是荧光粉的颗粒尺寸大，会对光造成严重的散射，而且，制备出的稀土掺杂的LaF₃纳米颗粒不容易均匀地分散在极性溶剂中。因此，提供一种低成本、具有下转换功能且纳米尺度下分散均匀的LaF₃减反射膜的制备方法，将具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种LaF₃:Tb³⁺下转换减反射膜，以解决现有技术中LaF₃薄膜的制备工艺昂贵，稀土掺杂的LaF₃纳米颗粒大分布不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种LaF₃:Tb³⁺下转换减反射膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、称取质量比为1:1.3:(0.1～0.3):0.6:0.3:(10～20)的氧化镧、浓硝酸、六水硝酸铽、氟化氨、聚乙烯吡咯烷酮K30、水，在水中逐次加入氧化镧、浓硝酸、六水硝酸铽、氟化氨和聚乙烯吡咯烷酮K30，充分搅拌得到混合液；