專利名稱：一種光轉換材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種光轉換材料及其制備方法。
背景技術：
當煤、石油、天然氣等不可再生資源日益減少，能源問題逐漸成為制約國際社會經 濟發展的瓶頸時，開發新能源已經成為當今世界的一項重要研究課題。在眾多新能源中，太 陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源.也是清潔能源，不產生任何的環境污染，因此 太陽能的研究和利用備受關注。而發展最快，最具活力的研究領域是太陽能的光電利用， 即太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器 件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光 能變成電能，產生電流。太陽能電池根據所用材料的不同可分為硅太陽能電池、多元化合 物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電 池，其中硅太陽能電池是目前發展最成熟的，在應用中居主導地位。晶體硅的禁帶寬度約是1. 1&V，相當于lOOOnm，而太陽能譜中能量主要集中在可 見光區，光譜的不匹配使得太陽光利用效率低，而電池熱效應嚴重，這最終導致硅基太 陽能電池光電轉換效率低。因此調整太陽能譜，使可見光轉化為能被太陽能電池高效吸收 的紅外光，是提高太陽能電池效率的一個有效途徑。研究較多的硅基太陽能電池用光轉換材料主要利用的是離子紅外發射，其發 射位于IOOOnm處，與單晶硅的禁帶寬度非常匹配，但是Yb3+離子在紫外至可見光區吸收比 較弱，或者幾乎沒有吸收。目前主要采取摻入三價稀土離子(如Tb3+，ft·3+，Er3+等)做敏化劑 來的方法來改進其在紫外至可見光區的吸收。這些敏化離子雖然在紫外至可見區有吸收， 但其吸收均是線狀的，且吸收強度比較弱。而本發明的光轉換材料在利用離子發射的 同時，改進其其在紫外至可見區的吸收，同時減弱硅基太陽能電池的熱效應，是潛在的提高 硅基太陽能電池效率的材料。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種可被紫外至可見光有效激 發且具有強近紅外發射的硅基太陽能電池用光轉換材料。本發明的另一個目的是提供上述光轉換材料的制備方法。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案
本發明提供的光轉換材料，其化學組成式為Pb2_xMOl_yWy06: Yb3+X;0.01 ^ x^ 0.7； 0 ^ y ^ 1。上述光轉換材料的制備方法包括如下步驟根據化學組成式，稱取Pb、Mo、W或％ 元素的氧化物或相應的鹽，充分混合均勻后，在空氣或氮氣氣氛下1200 1400°C燒結2 6小時，冷卻至室溫后取出并充分研磨，即得到光轉換材料。本發明光轉換材料能夠有效吸收250ηπΓ450ηπι的近紫外光和藍光，并有效地發射峰值波長位于950rniTll00nm的近紅外光，是一種適用于硅基太陽能電池用的新型光轉換 材料。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
1、本發明的光轉換材料的激發光譜非常寬，在紫外至可見光區(250rniT450nm)均具有 強的吸收，可有效吸收太陽光能，同時減弱太陽能電池的熱效應。2、本發明的光轉換材料具有強的近紅外發射，發射主峰位于950rniTll00nm，其能
量與硅的禁帶寬度完美相匹配，是潛在的硅基太陽能電池用光轉換材料，可提高硅基太陽 能電池的光電轉換效率。3、本發明的光轉換材料結構穩定、制備方法簡單、易于操作。
圖1為PK3MoO6: 光轉換材料的室溫激發和發射光譜圖； 圖2為PW6Motl5Wa5O6: 光轉換材料的室溫激發和發射光譜圖。
具體實施例方式實施例1 =Pb^MoO6:光轉換材料的制備
分別稱取氧化鉛(Pb 203) 0. 7776g，三氧化鉬(MoO3) 0. 4750g,氧化鐿(Yb2O3) 0. 4552g，將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，在空氣中1200°C灼燒6小時，冷卻至室溫 后取出并充分研磨即得到樣品。該光轉換材料的室溫激發和發射光譜見圖1。實施例2 :PbL6Mo0.5ff0.506: Yb\4光轉換材料的制備
分別稱取氧化鉛(Pb 203) 0. 8601g,三氧化鉬(MoO3) 0. 4750g,三氧化鎢(WO3) 0. 7651g，氧化鐿(％203) 0. ^Olg,將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，在空氣中1400°C 灼燒2小時，冷卻至室溫后取出并充分研磨即得到樣品。該光轉換材料的室溫激發和發射 光譜見圖2。
權利要求
1.一種光轉換材料，其特征在于其化學組成式為Pb2_xMOl_yWy06: Yb3+X;0.01 ^ x^ 0· 7 ;0 彡 y ^ 1。
2.權利要求1所述光轉換材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟根據化學組成 式，稱取Pb、Mo、1或％元素的氧化物或相應的鹽，充分混合均勻后，在空氣或氮氣氣氛下 1200 1400°C燒結2 6小時，冷卻至室溫后取出并充分研磨，即得到光轉換材料。
全文摘要
本發明公開了一種光轉換材料及其制備方法。該光轉換材料的組成通式為Pb2-xMo1-yWyO6:Yb3+x；0.01≤x≤0.7；0≤y≤1。光轉換材料的制備方法包括如下步驟根據化學組成式，稱取Pb、Mo、W或Yb元素的氧化物或相應的鹽，充分混合均勻后，在空氣或氮氣氣氛下1200～1400℃燒結2～6小時，冷卻至室溫后取出并充分研磨即得。本發明的光轉換材料的激發光譜非常寬，在紫外至可見光區(250nm~450nm)均具有強的吸收，可有效吸收太陽光能，同時減弱太陽能電池的熱效應。具有強的近紅外發射，發射主峰位于950nm~1100nm，其能量與硅的禁帶寬度完美相匹配，是潛在的硅基太陽能電池用光轉換材料，可提高硅基太陽能電池的光電轉換效率。
文檔編號H01L31/055GK102127435SQ20101054900
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者莊曉曦 申請人:莊曉曦