[发明专利]一种光转化薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种光转化薄膜及其制备方法和应用。所述光转化薄膜包含聚合物基膜以及分散在聚合物基膜中的无铅钙钛矿材料；所述无铅钙钛矿材料为无铅钙钛矿量子点材料或者无铅钙钛矿体相材料。本发明提供的光转化薄膜具有较高的光转换效率，使薄膜能够吸收紫外光并转换为可见光，同时代替紫外截止剂的作用，同时其加工性能良好且耐候性强。

技术领域

本发明属于薄膜材料技术领域，具体涉及一种光转化薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

太阳光作为一种用之不尽取之不竭的清洁能源，在近年来受到了充分的重视，太阳能光伏电池也因此应运而生，并得到了快速的发展。而随着双碳目标的不断推进，如何实现碳中和以及实现人类与环境良好共存是当今社会面临的重大课题之一，研究人员逐渐投入到对清洁能源的开发中，同时对太阳能电池的开发力度也进一步加大。

然而，目前的太阳能电池在应用过程中仍存在局限性，常用的太阳能电池主要以晶硅电池为主，但是晶硅电池在紫外光区域的吸收强度较弱，无法对太阳光进行有效地利用；同时，大部分的太阳能电池为单玻组件或双玻组件，应用形态较为固定，对外界环境的适应能力不足，因此其使用环境也受限。

此外，晶硅电池在使用过程中仍面临以下几个方面的问题：第一方面为其对紫外光区域的转换效率较低；第二方面为大部分具有光转换效果的材料的成本昂贵，同时对环境的耐受性较差，无法承受长时间的户外照射；第三方面为普通的单玻双玻电池大都用于地面基站等环境稳定的区域，柔性电池多为铜铟镓硒电池，但是其转换的效率低。

因此，在本领域中，亟需开发一种太阳能电池，其不仅对紫外光的转换效率高，并且能够适用多样化的室外环境以及价格低廉，同时具有良好的结构稳定性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光转化薄膜及其制备方法和应用。本发明提供的光转化薄膜具有较高的光转换效率，使薄膜能够吸收紫外光并转换为可见光，同时代替紫外截止剂的作用，同时其加工性能良好且耐候性强。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种光转化薄膜，所述光转化薄膜包含聚合物基膜以及分散在聚合物基膜中的无铅钙钛矿材料；

所述无铅钙钛矿材料为无铅钙钛矿量子点材料或者无铅钙钛矿体相材料。

本发明通过在聚合物基膜中添加无铅钙钛矿材料，不仅能够实现对紫外光区域的光转换，使其转换为更易于被太阳能电池材料吸收的可见光，进而提高太阳光的利用率；同时无铅钙钛矿材料还能够代替紫外截止剂材料，有效防止电池材料的老化以及能够降低材料的成本。

优选地，所述无铅钙钛矿材料包括Cs₃Cu₂X₅材料和/或CsCu₂X₃材料，其中X选自I、Br或Cl中的任意一种或至少两种的组合，例如可以为Cs₃Cu₂Br₅、Cs₃Cu₂I₅、CsCu₂Br₃、CsCu₂I₃或Cs₃Cu₂Br₃I₂。

在本发明中，相比于传统的含铅钙钛矿材料，添加无铅钙钛矿材料，能够提高光转化薄膜的转化效率，同时对环境友好。

优选地，所述光转化薄膜中无铅钙钛矿材料的质量百分含量为0.1～5％，优选为0.5～1.5％，例如可以为0.1％、0.2％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％。