CN101974328B - 一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法 - Google Patents

一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101974328B
CN101974328B CN 201010292224 CN201010292224A CN101974328B CN 101974328 B CN101974328 B CN 101974328B CN 201010292224 CN201010292224 CN 201010292224 CN 201010292224 A CN201010292224 A CN 201010292224A CN 101974328 B CN101974328 B CN 101974328B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tungstate
conversion material
rare
optical conversion
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201010292224
Other languages
English (en)
Other versions
CN101974328A (zh
Inventor
王静
陈岩
殷正凯
苏锵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sun Yat Sen University
National Sun Yat Sen University
Original Assignee
National Sun Yat Sen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Sun Yat Sen University filed Critical National Sun Yat Sen University
Priority to CN 201010292224 priority Critical patent/CN101974328B/zh
Publication of CN101974328A publication Critical patent/CN101974328A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101974328B publication Critical patent/CN101974328B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法。该光转换材料的组成通式为：R2-xMo1-yWyO6:Yb3+ x。该荧光粉的制备方法为：按通式比例准确称量原料，将上述组成通式中的元素的氧化物或相应的盐类，混合研磨均匀后，在空气气氛下1200～1400℃烧结2～6小时，冷却至室温后取出并充分研磨，即得到钼钨酸盐稀土光转换材料。本发明公开的光转换材料在250～450nm波长范围内具有强吸收，其发射主峰位于950～1100nm，具有紫外至可见光区宽谱带激发和强近红外发射等优点，可作为硅基太阳能电池用光转换材料。

Description

一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及光转换材料领域，具体地说，涉及一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法。
背景技术
当煤、石油、天然气等不可再生资源日益减少，能源问题逐渐成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，开发新能源已经成为当今世界的一项重要研究课题。在众多新能源中，太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源.也是清洁能源，不产生任何的环境污染，因此太阳能的研究和利用备受关注。而发展最快，最具活力的研究领域是太阳能的光电利用，即太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。太阳能电池根据所用材料的不同可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。
晶体硅的禁带宽度约是1.12ev，相当于1000nm，而太阳能谱中能量主要集中在可见光区，光谱的不匹配使得太阳光利用效率低，而电池热效应严重，这最终导致硅基太阳能电池光电转换效率低。因此调整太阳能谱，使可见光转化为能被太阳能电池高效吸收的红外光，是提高太阳能电池效率的一个有效途径。
研究较多的硅基太阳能电池用稀土光转换材料主要利用的是Yb3+离子红外发射，其发射位于1000nm处，与单晶硅的禁带宽度非常匹配，但是Yb3+离子在紫外至可见光区吸收比较弱，或者几乎没有吸收。目前主要采取掺入三价稀土离子(如：Tb3+，Pr3+，Er3+等)做敏化剂来的方法来改进其在紫外至可见光区的吸收。这些敏化离子虽然在紫外至可见区有吸收，但其吸收均是线状的，且吸收强度比较弱。而本发明的稀土光转换材料在利用Yb3+离子发射的同时，改进其其在紫外至可见区的吸收，同时减弱硅基太阳能电池的热效应，是潜在的提高硅基太阳能电池效率的材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种可被紫外至可见光有效激发且具有强近红外发射的硅基太阳能电池用钼钨酸盐稀土光转换材料。
本发明的另一个目的是提供上述钼钨酸盐稀土光转换材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明提供的钼钨酸盐稀土光转换材料，其化学组成表示式为：R2-xMo1-yWyO6:Yb3+ x，其中，R为Gd，La，Y中的一种或多种；0.01≤x≤0.7；0≤y≤1。
上述硅基太阳能电池用钼钨酸盐稀土光转换材料的制备方法如下：根据化学式组成，称取Gd、La、Y、Mo、W或Yb元素的氧化物或相应的盐，充分混合均匀后，在空气或N2气氛下1200～1400℃烧结2～6小时，冷却至室温后取出并充分研磨，即得到钼钨酸盐稀土光转换材料。
本发明稀土光转换材料能够有效吸收250nm～450nm的近紫外光和蓝光，并有效地发射峰值波长位于950nm～1100nm的近红外光，是一种适用于硅基太阳能电池用的新型稀土光转换材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的稀土光转换材料的激发光谱非常宽，在紫外至可见光区(250nm～450nm)均具有强的吸收，可有效吸收太阳光能，同时减弱太阳能电池的热效应。
2、本发明的稀土光转换材料具有强的近红外发射，发射主峰位于950nm～1100nm，其能量与硅的禁带宽度完美相匹配，是潜在的硅基太阳能电池用稀土光转换材料，可提高硅基太阳能电池的光电转换效率。
3、本发明的稀土光转换材料结构稳定、制备方法简单、易于操作。
附图说明
图1为本发明Gd1.3MoO6:Yb3+ 0.7稀土光转换材料的室温激发和发射光谱图；
图2为本发明La1.6MoO6:Yb3+ 0.4稀土光转换材料的室温激发和发射光谱图；
具体实施方式
实施例1：Gd1.3MoO6:Yb3+ 0.7稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钆(Gd2O3)0.7776g，三氧化钼(MoO3)0.4750g，氧化镱(Yb2O3)0.4552g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1200℃灼烧6小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。该稀土光转换材料的室温激发和发射光谱见图1。
实施例2：La1.6MoO6:Yb3+ 0.4稀土光转换材料的制备
分别称取氧化镧(La2O3)0.8601g，三氧化钼(MoO3)0.4750g，氧化镱(Yb2O3)0.2601g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1400℃灼烧2小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。该稀土光转换材料的室温激发和发射光谱见图2。
实施例3：Y1.7MoO6:Yb3+ 0.3稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钇(Y2O3)0.6334g，三氧化钼(MoO3)0.4750g，氧化镱(Yb2O3)0.1951g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1300℃灼烧5小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例4：Gd1.4WO6:Yb3+ 0.6稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钆(Gd2O3)0.8374g，三氧化钨(WO3)0.7651g，氧化镱(Yb2O3)0.3901g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1200℃灼烧6小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例5：La1.9WO6:Yb3+ 0.1稀土光转换材料的制备
分别称取氧化镧(La2O3)1.0214g，三氧化钨(WO3)0.7651g，氧化镱(Yb2O3)0.0650g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1300℃灼烧4小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例6：Y1.8WO6:Yb3+ 0.2稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钇(Y2O3)0.6707g，三氧化钨(WO3)0.7651g，氧化镱(Yb2O3)0.1300g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1400℃灼烧2小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例7：Gd1.4Mo0.5W0.5O6:Yb3+ 0.6稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钆(Gd2O3)0.8374g，三氧化钼(MoO3)0.2375g，三氧化钨(WO3)0.3825g，氧化镱(Yb2O3)0.3901g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1300℃灼烧3小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例8：La1.95Mo0.9W0.1O6:Yb3+ 0.05稀土光转换材料的制备
分别称取氧化镧(La2O3)1.0483g，三氧化钼(MoO3)0.4275g，三氧化钨(WO3)0.0765g，氧化镱(Yb2O3)0.0325g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1350℃灼烧4小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例9：Y1.95Mo0.1W0.9O6:Yb3+ 0.01稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钇(Y2O3)0.7414g，三氧化钼(MoO3)0.0475g，三氧化钨(WO3)0.6886g，氧化镱(Yb2O3)0.0065g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1350℃灼烧4小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例10：Gd1.5MoO6:Yb3+ 0.5稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钆(Gd2O3)0.8972g，三氧化钼(MoO3)0.4750g，氧化镱(Yb2O3)0.3251g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，装入小刚玉坩埚中，然后把小坩埚放入刚玉舟中，然后把刚玉舟放入管式电炉中，加热前先通入高纯氮气将石英管内的空气排净，最后N2气氛1350℃下灼烧3小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例11：Gd1La0.3MoO6:Yb3+ 0.7稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钆(Gd2O3)0.5981g，氧化镧(La2O3)0.1613g，三氧化钼(MoO3)0.4750g，氧化镱(Yb2O3)0.4552g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1200℃灼烧6小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例12：Y1.5Gd0.3WO6:Yb3+ 0.2稀土光转换材料的制备
分别称取氧化钇(Y2O3)0.5589g，氧化钆(Gd2O3)0.1794g，三氧化钨(WO3)0.7651g，氧化镱(Yb2O3)0.1300g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1400℃灼烧2小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。
实施例13：La1.7Y0.2WO6:Yb3+ 0.1稀土光转换材料的制备
分别称取氧化镧(La2O3)0.9139g，氧化钇(Y2O3)0.0745g，三氧化钨(WO3)0.7651g，氧化镱(Yb2O3)0.0650g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨混匀后，在空气中1300℃灼烧4小时，冷却至室温后取出并充分研磨即得到样品。

Claims (2)

1.一种钼钨酸盐稀土光转换材料，其特征在于其化学组成式为：R2-xMo1-yWyO6:Yb3+ x，其中，R为Gd，La，Y中的一种或多种；0.01≤x≤0.7；0≤y≤1。
2.权利要求1所述钼钨酸盐稀土光转换材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：根据化学组成式，称取Gd、La、Y、Mo、W或Yb元素的氧化物或相应的盐，充分混合均匀后，在空气或氮气气氛下1200～1400℃烧结2～6小时，冷却至室温后取出并充分研磨，即得到钼钨酸盐稀土光转换材料。
CN 201010292224 2010-09-21 2010-09-21 一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN101974328B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010292224 CN101974328B (zh) 2010-09-21 2010-09-21 一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010292224 CN101974328B (zh) 2010-09-21 2010-09-21 一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101974328A CN101974328A (zh) 2011-02-16
CN101974328B true CN101974328B (zh) 2013-07-10

Family

ID=43574242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010292224 Expired - Fee Related CN101974328B (zh) 2010-09-21 2010-09-21 一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101974328B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102417815A (zh) * 2011-09-01 2012-04-18 上海师范大学 一种稀土钨酸盐荧光粉基质及其制备方法和应用
CN102584231B (zh) * 2011-12-23 2013-07-17 南京工业大学 离子掺杂的双钙钛矿结构钨钼酸盐氧化物粉体的制备方法
CN103215038B (zh) * 2013-04-03 2015-11-18 苏州大学 一种在紫外光激发下实现近红外发光的钼酸盐材料、制备方法及应用
CN104194786B (zh) * 2014-07-29 2016-03-02 北京航空航天大学 一种在钨酸钇材料中掺杂离子改善其发光性能的方法
CN107619663A (zh) * 2017-08-25 2018-01-23 济南大学 一种新型的稀土钨酸盐基质的绿色荧光粉
CN116731714A (zh) * 2023-04-24 2023-09-12 山东大学 一种稀土掺杂的钼酸镧上转换材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI464921B (zh) * 2009-02-25 2014-12-11 Epistar Corp 主波長分佈收斂之發光元件及其製造方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Comparative Investigation on Nanocrystal Structure and Luminescence Properties of Gadolinium Molybdates Codoped with Er3+/Yb3+;Y. X. Pan, et al.;《J Fluoresc》;20070518;第17卷;第444–451页（摘要、图1、10） *
Lianhua Tian, et al..Luminescence properties of Y2WO6:Eu3+ incorporated with Mo6+ or Bi3+ ions as red phosphors for light-emitting diode applications.《Journal of Luminescence》.2009,第130卷
Luminescence properties of Y2WO6:Eu3+ incorporated with Mo6+ or Bi3+ ions as red phosphors for light-emitting diode applications;Lianhua Tian, et al.;《Journal of Luminescence》;20091127;第130卷;第717–721页（2、实验） *
Y. X. Pan, et al..Comparative Investigation on Nanocrystal Structure and Luminescence Properties of Gadolinium Molybdates Codoped with Er3+/Yb3+.《J Fluoresc》.2007,第17卷

Also Published As

Publication number Publication date
CN101974328A (zh) 2011-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
De la Mora et al. Materials for downconversion in solar cells: Perspectives and challenges
Yao et al. Rare earth ion doped phosphors for dye-sensitized solar cells applications
Ghazy et al. Advances in upconversion enhanced solar cell performance
CN101974328B (zh) 一种钼钨酸盐稀土光转换材料及其制备方法
CN103215038B (zh) 一种在紫外光激发下实现近红外发光的钼酸盐材料、制备方法及应用
CN103113892B (zh) 一种钨酸盐稀土光转换材料、制备方法及应用
Song et al. Host sensitized near-infrared emission in Nd3+-Yb3+ Co-doped Na2GdMg2V3O12 phosphor
Yu et al. Efficient near-infrared quantum splitting in YVO4: Ho3+ for photovoltaics
CN106753371A (zh) 一种钬镱共掺杂钨酸铋荧光粉及其制备方法
Chang et al. Dual-mode downconversion luminescence with broad near-ultraviolet and blue light excitation in Tm3+/Yb3+ codoped oxy-fluoride glasses for c-Si solar cells
CN103194232B (zh) 一种宽带紫外-可见光激发的近红外荧光发射材料及其制备方法和应用
Talewar et al. Near infrared emission and energy transfer in Eu2+-Nd3+ co-doped Ca2BO3Cl
CN102817076A (zh) 用于太阳光谱调制的Pr/Yb掺杂氟化钇锂单晶体及制备方法
Pathak et al. NIR emission and Ce3+–Nd3+ energy transfer in LaCaAl3O7 phosphor prepared by combustion synthesis
CN101962545B (zh) 一种碱土钼酸盐稀土光转换材料及其制备方法
CN103756679B (zh) 一种可被宽谱非相干光激发的上转换材料及其制备方法
Zhao et al. Near-infrared emissions in host sensitized Ba2YV3O11: RE3+ (RE= Nd, Ho, Yb) down-converting phosphors
CN101864303A (zh) 一种碱金属碱土金属磷酸盐荧光粉及其制备方法
CN104789220B (zh) 一种可以实现紫外光转换发射近红外光的材料及其制备方法和应用
CN103194231B (zh) 一种稀土/金属离子掺杂下转换发光增强材料及其制备方法
CN103224790B (zh) 一种紫外光转换发射近红外光的材料、制备方法及应用
CN104031646A (zh) 一种太阳能电池用下转换荧光材料及其制备方法
CN103849388A (zh) 一种高效镱掺杂的钼/钨酸盐光转换材料及其制备方法和用途
CN102127435A (zh) 一种光转换材料及其制备方法
Kumar et al. Broadband down-conversion of near-infrared emission in Bi3+-Yb3+ co-doped Y3Al5O12 phosphors

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130710

Termination date: 20160921

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee