CN112912465B - 用于太阳辐射转换装置的无机发光材料 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于转换太阳辐射的装置，其中该装置包含无机发光材料，该无机发光材料包含掺杂有Mn5+离子的主体材料，用于将电磁光谱的UV和/或可见部分的辐射转换为电磁光谱的近红外辐射部分(优选1150nm至1250nm，优选约1190nm(Mn5+的红外发射峰)的红外部分)的辐射；或者，掺杂有Sm2+或Tm2+离子的非晶主体材料，该非晶主体材料包括元素Al、Si、O和N(SiAlON)，用于将电磁光谱的UV和/或可见部分的辐射转换为更长波长(优选650nm至800nm的更长波长或约1140nm的更长波长)的辐射；和至少一个光伏装置，用于将转换的辐射的至少一部分转换成电能。

Description

用于太阳辐射转换装置的无机发光材料
发明领域
本发明涉及用于太阳辐射转换装置的无机发光材料，特别地但非排他地涉及用于太阳辐射转换装置(例如光伏装置或发光太阳能集中器(luminescent solarconcentrator))的Mn5+、Sm2+和/或Tm2+掺杂的无机发光材料、包含这种无机发光材料的太阳能转换装置和合成这种材料的方法。
发明背景
发光太阳能集中器(LSC)旨在使用便宜的发光板将日光聚集到板侧面的小面积条形光伏装置上来降低太阳能发电的成本。在这种方案中，日光被板中的发光材料吸收并以所有方向重新发射。通过全内反射将相当一部分的光捕获在板中。以这种方式，板充当光导，其中重新发射的光被引导到板的周边，在此处光伏装置将光转换成电能。类似地，在光伏装置(例如太阳能电池)上方或集成在其中的简单的发光转换层(LCL)可以用于增加装置的整体转换效率。在这样的方案中，(部分的)日光被转换层的发光材料吸收并以所有方向重新发射。通过全内反射将相当一部分的光直接或间接耦合到装置中。以这种方式，由于增加的光路长度而提高了电池中的吸收效率，并且光伏装置在发光材料的发射波长处具有更高的外量子效率(EQE)。
尽管太阳能电池板已经为世界能源生产做出了贡献，但LSC和LCL仍不可商购。尽管这个概念很吸引人，但是生产具有足够效率的大型LSC和LCL仍然是一个相当大的挑战，并且包括解决许多非同寻常的问题。这些问题主要涉及与LSC或LCL中使用的发光材料相关的缺点。
理想地，可用于大规模LSC和LCL应用的高效发光材料应当满足某些要求。该材料应当具有有利的发光性质，包括：宽的光谱吸收、在整个吸收光谱上的高吸收效率、不重叠的吸收和发射光谱(即，大的斯托克位移(Stoke's shift))、高的发光量子效率(即，发射的与吸收的光子之间的比率)以及与和它耦合的PV电池的光谱响应相匹配的光子发射。另外，材料应当具有与其中使用发光材料的光学装置的材料和/或应用相容的光学和结构性质。
现有技术的发光材料不满足这些要求，因此抑制了这些材料的大规模应用。这些问题的详细说明在de Boer等人的文章Progress in phosphors and filters forluminescent solar concentrators,29March 2012,vol.20,No.53,Optics Express中提供。
目前正在研究用于在LCS中应用的一组有趣的发光材料是无机稀土化合物。通常，这些材料包括掺杂有无机稀土离子的多晶主体材料。这些材料可以表现出在吸收和发射之间相对较大的偏移。例如，在EP3050126中，描述了基于Tm2+离子的发光材料，其表现出宽带吸收并且没有自吸收。
尽管考虑到当使用常规发光材料时发生的再吸收问题，这些材料具有有利的性质，但是由于在处理过程中Tm2+离子的稳定性相对较差，因此制备Tm2+发光材料需要特定的条件(例如，惰性气氛)。铥是一种稀土金属，其可以以两种氧化态存在：Tm2+和Tm3+，其中有利的发光性质与Tm2+氧化态相关。由于该氧化态是两者中较不稳定的状态，因此将Tm离子长时间保持在其二价(2+)状态和/或将Tm2+掺入到稳定且工业上可接受的基质(即，与光伏装置和窗玻璃(window glazing)结构的生产中使用的工艺和材料相容的基质)中是非常有挑战性的。
另外，发光层或者以包括分散在粘合剂材料(例如，有机粘合剂材料)中的无机发光颗粒的基于颗粒的涂层的形式实现，或者以使用沉积技术(例如溅射)形成的结晶薄膜层的形式实现。如在de Boer等人的文章中所述的，对于这两种类型的层，很难生产出稳定的宽带吸收发光材料，这些材料表现出优异的发光性质，同时表现出优异的光学性质(特别是发出的光的低光学散射)以及与其中使用这些发光材料的光学装置(例如LSC)的材料、应用和制造过程相容的机械/化学/热性质。
例如，常规的基于发光颗粒的涂层中的微粒可能导致发出的光从光学装置中散射出来，从而降低装置的效率。通过使用折射率匹配的粘合剂有可能解决该问题，然而在产生吸收足够辐射并且不表现散射或至少表现低散射的机械和热稳定的层方面仍然存在挑战。类似地，常规的多晶薄膜发光层可能导致发出的光从层中散射出来，从而降低其中使用该层的太阳能转换装置的效率。此外，薄膜层中的散射中心可能导致雾度，其包括照射到薄膜层上的光的至少一部分的反射和/或扩散。因此，用这种薄膜发光层涂覆窗玻璃片(window-pane)可能会对窗玻璃片的外观和/或光学性质产生负面影响，因为低反射雾度是大规模窗玻璃片(window pane)应用的基本要求。
因此，需要稳定的无机发光材料，其表现出宽带吸收(即，在大部分太阳光谱上的吸收)，很少(或没有)自吸收，可以容易地与光伏装置匹配的发射光谱，以及与其中使用这些发光层的光学装置的材料、应用和制造工艺相容的光学、机械和/或热特性。
发明内容
本发明的一个目的是减少或消除现有技术中已知的至少一个缺点。
在一个方面，本发明可以涉及一种Mn5+掺杂的无机发光材料以及包括这种Mn5+掺杂的无机发光材料的太阳辐射转换装置。Mn5+掺杂的无机发光材料特别适于将太阳光谱的UV、可见和部分近红外的太阳辐射转换成1150至1250nm的近红外波段的辐射，优选波长为约1190nm(Mn5+的发射峰)的辐射。
在一个实施方案中，太阳能转换装置可以包含无机发光材料，该无机发光材料包含掺杂的主体材料，该掺杂的主体材料掺杂有Mn5+离子，用于将太阳光谱的UV波段和/或可见波段的辐射转换为预定的近红外波段的辐射，优选1150nm至1250nm，更优选1180nm至1200nm的近红外波段(Mn5+的红外发射峰附近的波段)的波长的辐射；和至少一个光伏装置，用于将转换的辐射的至少一部分转换成电能。
基于Mn5+的无机发光材料表现出大的斯托克位移，因此不会发生在太阳辐射转换装置中的自吸收问题。与常规发光材料(例如染料)的太阳辐射吸收相比，基于Mn5+的无机发光材料从太阳光谱吸收大于两倍量的功率。此外，在单结PV装置(例如基于CIGS的PV装置)的基础上，基于Mn5+的无机发光材料在1190nm处的红外发射峰有利地与1.04eV带隙一致，以最佳地转换宽太阳光谱(特别是AMI1.5太阳光谱)。该特征允许提高太阳能转换装置(例如LSC或LCL)的整体转换效率。与现有技术中已知的太阳能转换装置中使用的Tm2+掺杂的材料相反，Mn5+掺杂的材料在暴露于空气后显示出高稳定性，这允许在高端应用(例如窗玻璃和玻璃安装组件)中使用发光材料。此外，锰是地球上12种最丰富的元素之一，价格相对较低，使得其与诸如镧系元素的稀土掺杂剂相比具有优势。
在一个实施方案中，发光材料可以包括掺杂有Mn5+离子的三元和/或四元无机主体材料。在一个实施方案中，所述发光(发射)源自Mn5+离子。在另一个实施方案中，Mn5+离子可以以选自以下范围中的至少一个的浓度存在于主体材料中：0.01至99.99％；0.01至90％；0.01至80％；0.1至50％；0.2至25％；0.2至20％；0.5至10％。
在一个实施方案中，三元无机主体材料可以由通式M3(XO4)2定义，其中M＝Ca、Ba、Sr且X＝P、As、V。在另一个实施方案中，四元无机主体材料可以由通式M5(XO4)3Y定义，其中M＝Ca、Ba、Sr且X＝P、As、V且Y＝OH、Cl、F。特别地，可以使用Ba3(PO4)2作为Mn5+离子的主体材料。Mn5+掺杂的无机材料对于太阳光谱表现出优异的吸收特性，并且在红外区域具有尖锐的发射线，这对应于Mn5+的1E→3A2跃迁。
在一个实施方案中，Mn5+掺杂的发光无机材料可以包括晶体薄膜层或晶体颗粒，其中所述纳米颗粒被包埋在基质材料中。材料的结晶度可以是纳米晶、微晶、多晶。在一个实施方案中，颗粒可以是微粒。在另一个实施方案中，颗粒可以是纳米颗粒。这里，术语微粒可以指平均尺寸为1至200微米，优选为1至100微米，更优选为1至30微米的颗粒。术语纳米颗粒可以指平均尺寸为1至800nm，优选为2至600nm，更优选为3至500nm的颗粒。在另一个实施方案中，可以选择10至300nm，优选20至200nm的颗粒。纳米颗粒提供消除或至少显著减少由装置中的散射引起的损失的效果。
可以使用不同的方法来合成基于Mn5+的无机发光材料，包括与常规半导体加工方法相容的沉积方法，使得可以将基于Mn5+的无机发光材料容易地集成到薄膜太阳能集中器装置中。
在一个实施方案中，太阳辐射转换装置包括波长转换层，其中所述发光Mn5+无机材料被设置在所述光伏装置的光接收面的上方。在一个实施方案中，所述光伏装置可以包括所述发光Mn5+无机材料。在一个实施方案中，所述光伏装置可以包括薄膜层，该薄膜层包含所述发光Mn5+无机材料。
在一个实施方案中，所述Mn5+发光材料太阳辐射光致发光激发归因于Mn5+离子的3A2→3T2、3A2→3T1(3P)和3A2→3T1(3F)电子跃迁。峰值在1190nm处的最强光致发光锐线发射归因于Mn5+离子的1E→3A2跃迁。
在另一方面，本发明可以涉及发光Mn5+无机晶体材料在发光太阳能集中器或太阳能电池中的用途。
在另一方面，本发明可以涉及一种用于合成Mn5+掺杂的发光无机晶体材料的方法，其中该方法可以包括：烧结一定量的至少第一无机离子化合物与第二和第三无机离子化合物，所述第三离子化合物包含Mn2+阳离子，其在加热和氧化过程后将达到其Mn5+氧化态。整个合成方法在空气中在炉中进行。
在另一方面，本发明可以涉及一种在基板上形成Mn5+掺杂的发光无机多晶薄膜的方法，其中所述方法可以包括：向溅射靶提供含有Mn5+掺杂剂的发光无机离子化合物；将气体引入到溅射室中；以及向所述溅射靶施加RF(或脉冲DC)电势，从而使材料从靶溅射到所述基板上，以生长掺杂有Mn5+阳离子的所述发光无机离子化合物的薄膜层。
在另一方面，本发明可以涉及一种无机发光材料，其包括掺杂有Sm2+离子的元素Al、Si、O和N(SiAlON)，用于将UV和/或可见光谱的至少一部分的太阳辐射转换成更长波长的辐射，以及包括这种Sm2+掺杂的SiAlON材料的太阳辐射转换装置。在本公开中提及的SiAlON材料包括可以被描述为中性单元SiO2、Al2O3、AlN和Si3N4的线性组合的任何SiAlON化学计量，即a*SiO2+b*Al2O3+c*AlN+d*Si3N4，其中a、b、c和d可以采用彼此独立的所有值(包括非整数)。基于Sm2+的无机发光材料特别适于将太阳光谱的UV和可见波段的太阳辐射转换为650nm至800nm的可见红色/近红外波段的辐射。
在一个实施方案中，太阳能转换装置可以包括无机发光材料，该无机发光材料包括掺杂的主体材料，该掺杂的主体材料掺杂有Sm2+和/或Tm2+离子，该主体材料包括元素Al、Si、O和N(SiAlON)，用于将太阳光谱的UV和可见波段的辐射转换为预定的可见红色波段的辐射，优选波长为650nm至800nm的可见红色波段的辐射；和/或预定的近红外波段的辐射，优选近波长为1100至1200nm，更优选为1130nm至1150nm的红外波段(Tm2+的红外发射峰周围的波段)的辐射；和至少一个光伏装置，用于将转换的辐射的至少一部分转换成电能。
在一个实施方案中，SiAlON:Sm2+材料可以是表现出无雾度或至少非常低的雾度的非晶薄膜层。在一个实施方案中，可以使用溅射技术，优选基于掺杂有Sm2+的元素Al、Si、O和N(SiAlON)的反应磁控溅射技术，来形成这种非晶薄膜层。这些非晶SiAlON:Sm2+掺杂层能够将紫外和/或可见光谱的至少一部分的太阳辐射转换成更长波长的辐射，优选所述辐射的波长为650nm至800nm。
Sm2+掺杂的SiAlON材料的发光、光学和机械性质对于在太阳能转换装置中的应用特别有利。SiAlON:Sm2+材料具有高透明度，根据应用，可以通过改变Sm浓度或改变涂层厚度将其在Sm2+离子的激发波长中从完全透明调整为完全不透明。由于涂层的非晶性，可见光范围(390nm至700nm)中的雾度极低，并且不超过可以通过人眼检测到雾度的水平。而且，主要通过改变O/N比，可以将SiAlON:Sm2+材料的折射率在1.5至2.1之间调节，以匹配诸如玻璃的基板的折射率，从而实现最佳的波导效率。此外，已知SiAlON涂层在化学上非常稳定，并且易于集成到玻璃工业已经存在的沉积工艺中。
除了光学性质，SiAlON:Sm2+薄膜的发光性质还使涂层能够实现高的太阳能转换效率。特定的SiAlON:Sm2+材料提供31％的日光吸收，并表现出足够大的斯托克位移，使得在维持计算的69％斯托克位移的同时，不发生太阳辐射转换装置中的自吸收问题。
此外，Sm2+发射波长覆盖从650nm到800nm的范围，使得能够使用1.12eV晶体硅PV装置进行转换为电能，该晶体硅PV装置在约700nm处具有很高的效率，其外量子效率超过90％。类似地，Sm2+发射波长使得能够使用1.4eV带隙GaAs PV装置转换为电能。
更通常地，可以优化太阳能集中装置的一个或多个PV装置，以将650nm至800nm的可见红色/近红外波段或1150至1250nm的近红外波段的辐射(由发光材料产生)转换成电力。
例如，在一个实施方案中，光伏装置可以包括一个或多个铜铟镓(二)硒化物(CIGS)层。在另一个实施方中，光伏装置可以包括一个或多个铜铟(二)硒化物(CIS)层。这些材料对于将由激发的掺杂剂位点发射的发射的近红外辐射转换为电能非常有效。在另一个实施方案中，光伏装置可以包括NIR/IR吸收有机层或NIR/IR染料敏化层。在一个实施方案中，光伏电池可以包括有机半导体层，例如MEH-PVV，其被吸收NIR/IR的量子点所敏化。例如，通过控制低带隙(二元)半导体(例如，PbS、PbSe、InAs和/或HgTe)量子点的尺寸，可以调整量子点，以吸收900至2000nm的(近)红外光谱。参见例如Sargent等人的“Solution-basedInfra-Red Photovoltaic Devices,Nature Photonics 3,325-331(2009)。在另一个实施方案中，光伏电池可包括(单)壁碳纳米管层或石墨烯活性NIR/IR吸收层。
或者，在一个实施方案中，光伏装置可以包括一层或多层IV和III-V半导体，包括例如晶体(例如多晶、微晶或纳米晶)或非晶硅太阳能模块、砷化镓(GaAs)型模块、碲化镉(CdTe)型模块和/或磷化铟(InP)太阳能模块。这些材料特别适合于在可见红色/近红外波段提供有效转换的PV装置。
在一个实施方案中，太阳能转换装置可以包括发光无机材料，其是波导结构的一部分或与其相关联，该波导结构被配置为将转换的辐射引导至光伏装置，优选地，波导结构是包括第一(顶部)表面和第二(底部)表面以及一个或多个边缘的平面波导结构，其中至少一个光伏装置位于平面波导结构的边缘之一处。
在一个实施方案中，波导结构可以包括具有第一(顶部)表面和第二(底部)表面的透明材料的厚板(slab)或板(plate)，优选地，无机发光材料被设置在波导结构的第一和/或第二表面的至少一部分上方和/或其中无机发光材料被包埋在波导结构中。
在一个实施方案中，波导结构可以包括第一(内部)玻璃片(glass pane)和第二(外部)玻璃片以及用于在第一和第二玻璃片之间提供预定间隔的至少一个外围间隔物结构，其中无机发光材料被设置在第一和/或第二玻璃片的至少一个表面上方，由第一和第二玻璃片限定的空间限定了用于将由发光层产生的辐射的至少一部分引导向至少一个光伏装置的波导结构。
在一个实施方案中，一个或多个光学层被设置在第一和/或第二玻璃片的内表面或外表面上方，该一个或多个光学层包括适于选择性地反射由无机发光材料产生的辐射的反射层，优选地辐射是近红外波段的辐射，更优选地是1100至1250nm的近红外波段的辐射。
在另一个实施方案中，一个或多个光学层可以包括折射层，该折射层适于选择性地折射由无机发光材料产生的辐射，优选650至800nm的辐射，该折射层将辐射的至少一部分引向波导结构的边缘。
在一个实施方案中，太阳能转换装置可以包括光伏装置，其中至少一部分发光无机材料被设置在至少一个光伏装置的光接收面上方；和/或其中至少一个光伏装置包括一个或多个包含发光无机材料的薄膜层。
在另一方面，本发明涉及一种窗组件，其包括：第一(内部)窗玻璃片和第二(外部)窗玻璃片以及用于在第一和第二窗玻璃片之间提供预定间隔的至少一个外围间隔物结构，其中无机发光材料被设置在第一和/或第二窗玻璃片的至少一个表面上方，其中第一窗玻璃片、第二窗玻璃片和/或由第一和第二窗玻璃片限定的空间限定了用于将由发光层产生的辐射的至少一部分引导向至少一个光伏装置的一个或多个波导结构；以及沿着第一和第二窗玻璃片的一个或多个边缘定位的一个或多个光伏装置，PV装置的光接收表面被定向为接收由发光材料发射的辐射。因此，双玻璃片或多玻璃片窗结构的一个或多个窗玻璃片的一个或多个表面的一部分可以涂覆有发光材料，并且两个窗玻璃片之间的空间或窗玻璃片本身可以用作用于将发光辐射引导向光伏装置的波导结构。
在一个实施方案中，无机发光材料包含：无机发光材料，该无机发光材料包含掺杂的主体材料，该掺杂的主体材料掺杂有Mn5+离子，用于将太阳光谱的UV可见和/或近红外波段的辐射转换为预定的近红外波段，优选1150nm至1250nm，更优选1180nm至1200nm的近红外波段(Mn5+的红外发射峰周围的波段)的辐射；或者，掺杂的主体材料(优选非晶掺杂的主体材料)掺杂有Sm2+和/或Tm2+离子，该主体材料包括元素Al、Si、O和N(SiAlON)，用于将太阳光谱的UV和可见波段的辐射转换成预定的可见红色波段，优选波长为650nm至800nm的可见红色波段；和/或预定的近红外波段，优选波长为1100至1200nm，更优选为1130nm至1150nm(Tm2+的红外发射峰周围的波段)的近红外波段的辐射。
在一个实施方案中，一个或多个光学层被设置在第一和/或第二窗玻璃片的内表面或外表面上方，该一个或多个光学层包括反射层，该反射层对由无机发光材料产生的辐射(优选地对于650nm至800nm的可见红色波段和/或1100至1250nm的近红外波段的辐射)是反射性的。因此，反射发光材料的反射层可以用于改善发光辐射向光伏装置的反射。
将参考附图进一步说明本发明，这些附图示意性地示出了根据本发明的实施方案。将理解的是，本发明不以任何方式限于这些特定实施方案。
附图说明
图1描绘了根据本发明的各种实施方案的Mn5+掺杂的无机材料的激发和发射光谱；
图2A和2B描绘了根据本发明的各种实施方案的Mn5+掺杂的Ba3(OH)(PO4)3材料的XRD图；
图3描绘了根据本发明的一个实施方案的SiAlON:Sm2+材料的激发和发射光谱；
图4描绘了沉积在基板上的溅射的SiAlON:Sm2+膜的XRD图案的非晶性质；
图5描绘了普通玻璃基板和玻璃上的SiAlON:Sm2+膜中的雾度；
图6描绘了根据本发明的一个实施方案的SiAlON:Tm2+材料的发射光谱；
图7A-7B描绘了根据本发明的一个实施方案的示意性太阳辐射转换装置的横截面；
图8A-8D描绘了根据本发明的各种实施方案的太阳辐射转换装置的示意性横截面；
图9描绘了根据本发明的另一个实施方案的太阳能转换装置；
图10描绘了根据本发明的一个实施方案的用于太阳能转换装置的外围间隔物结构的横截面视图；
图11描绘了根据本发明的一个实施方案的基于发电波导的玻璃组件的横截面视图；
图12描绘了根据本发明的一个实施方案的基于发电波导的玻璃组件的横截面视图。
发明详述
在本公开中，描述了二价钐(Sm2+)掺杂的无机发光材料和五价锰(Mn5+)掺杂的无机发光材料，其具有用于在太阳能转换装置中应用的优异的和改善的性质。与LSC中使用的常规无机荧光粉相比，改善的性质包括：改善的发光、光学和/或材料性质。
已经令人惊讶地发现，某些包含Mn5+或Sm2+掺杂剂的无机主体材料表现出吸收、发光和/或光学性质，其可以有利地用于太阳能转换装置，例如LSC装置或包括LCL的光伏装置中。
特别地，已经发现Mn5+掺杂的无机材料可以吸收太阳光谱的UV波段和可见波段的大部分(来自太阳的能量的约50％或更多)，并将其转换为更高波长(优选(近)红外波段的波长)的辐射。在一些实施方案中，红外发射可以在1150nm至1250nm，优选约1190nm的红外波段中具有尖锐的峰。与现有技术中已知的用于LSC的Tm2+掺杂的材料相反。与Tm2+离子不同，Mn5+离子在暴露于空气后显示出高稳定性，并且对水性环境不敏感。此外，锰是地球上最丰富的十二种元素之一，而且价格相对较低，这使得该掺杂剂材料与诸如Sm和Tm的镧系元素型掺杂剂相比具有优势。
此外，已经发现，Sm2+掺杂的发光SiAlON材料吸收太阳光谱的UV波段和可见波段的大部分，并且将这些波段中的辐射转换为较长波长的辐射，特别是650nm至800nm的红色波段中的辐射。SiAlON主体材料在机械强度、化学惰性和耐热性方面表现出优异的性质，因此被用于玻璃行业中的保护和抗反射涂层中。特别地，Sm2+掺杂的SiAlON材料形成非常稳定的转换材料，其与玻璃行业的标准生产工艺完全相容。在一些实施方案中，Sm2+掺杂的SiAlON材料可以用于形成无散射的非晶Sm2+掺杂的SiAlON薄膜层。在太阳能转换装置中使用低散射的非晶SiAlON薄膜层将确保发出的光不因散射而逸出转换装置。
在另一个实施方案中，Tm2+掺杂的发光SiAlON材料，优选Tm2+掺杂的非晶SiAlON材料，可以用于太阳能转换装置中。这种材料吸收太阳光谱的紫外波段和可见波段的大部分，并将这些波段中的该辐射转换为光谱的近红外波段中的辐射，表现出优异的光学性质，特别是低雾度。Tm2+掺杂的发光SiAlON材料可以表现出近红外波段中的发射，包括约1140nm的尖锐的发射峰。该材料表现出太阳光谱中的辐射的宽波段吸收，不具有自吸收并表现出诸如低雾度的有利的材料性质并与玻璃行业中的工艺具有加工相容性。
下面参照附图更详细地描述材料、它们的优点以及它们在发光转换层(LCL)和发光太阳能集中器(LSC)中的用途。
在一个实施方案中，发光材料可以包括掺杂有Mn5+离子的三元和/或四元无机晶体主体材料。以这种方式，形成发光材料，其中发光发射源自Mn5+离子。在一个实施方案中，Mn5 +离子可以以选自以下范围中的至少一个的浓度存在于主体材料中：0.01至99.99％；0.01至90％；0.01至80％；0.1至50％；0.2至25％；0.2至20％；0.5至10％。
三元无机主体材料可以由通式M3(XO4)2定义，其中M＝Ca、Ba、Sr且X＝P、As、V。在另一个实施方案中，四元无机主体材料可以由通式M5(XO4)3Y定义，其中M＝Ca、Ba、Sr且X＝P、As、V且Y＝OH、Cl、F。通常，多种主体材料可以用于Mn5+离子。已经发现，Mn5+掺杂的主体材料Ba3(PO4)2形成用于太阳能转换应用的特别有利的无机发光材料。
图1描绘了根据本发明的一个实施方案的Mn5+掺杂的无机发光材料的激发和发射光谱。特别地，这些图描绘了Mn5+掺杂的Ba3(PO4)2材料的激发和发射光谱。太阳辐射光致发光激发分别归因于Mn5+离子的3A2→3T2、3A2→3T1(3P)和3A2→3T1(3F)跃迁。如图所示，在1190nm处的最强光致发光锐线发射峰归因于Mn5+离子的1E→3A2跃迁。
描绘了Mn5+掺杂的Ba3(PO4)2材料的太阳光谱和激发光谱之间的重叠。如该图所示，Mn5+掺杂的无机发光材料表现出大的斯托克位移(即，吸收光谱和发射光谱的波段最大值的位置之间(波长或能量上)的大的差异)。因此，在使用这种发光材料的太阳辐射转换装置中不发生自吸收的问题。此外，测量结果表明，与常规发光材料(例如染料)的太阳辐射吸收相比，Mn5+掺杂的无机发光材料吸收大于两倍量的来自太阳光谱的功率。该材料在约1190nm处表现出红外发射峰，其有利地与1.04eV带隙一致，以便使用单结太阳能电池(优选基于CIGS的太阳能电池)最佳地转换宽的太阳光谱(特别是AMI1.5太阳光谱)。
锰(Mn)是原子序数为25的d区元素。由于其电子构型[Ar]3d5 4s2，最有可能的是形成Mn2+和Mn7+离子，然而当被四面体基团[MO4]3-(M＝V、P、As)稳定化时，Mn5+([Ar]3d2)可以以[MnO4]3-的形式存在。锰具有非常有利的发光性质，即在可见光区域的强吸收，和通过激发到3T1、1A1或3T2态之一，分别弛豫到1E和发射到3A2态而产生强烈的长寿命NIR发射。锰是地球上12种最丰富的元素之一，并且价格相对较低，这使其与镧系元素类掺杂剂相比具有优势。
可以使用不同的合成工艺来形成Mn5+掺杂的无机材料。发光无机材料可以作为Mn5 +掺杂的发光无机薄膜层或作为Mn5+掺杂的无机颗粒(纳米颗粒或微粒)而生产。这些方法可以包括与常规半导体加工方法相容的沉积方法，使得可以容易地将基于Mn5+的无机发光材料的使用整合到薄膜光伏装置或太阳能转换装置的生产过程中。
在一个实施方案中，可以使用烧结/研磨方法来生产Mn5+掺杂的无机发光微米级颗粒的粉末。例如，可以使用以下合成过程来合成1克的Ba3(P0.99O4)2:0.01Mn5+粉末，其中掺杂浓度为1mol％：
-按照化学计量称量0.9827g BaCO3、0.3781g NH4H2PO4和0.0038g MnCO3；
-在玛瑙研钵或球磨机中混合和研磨粉末；
-在空气中将混合物在400℃下烧结4小时，然后在1300℃下烧结8小时；
-取出并研磨混合物。
基于烧结步骤，可以获得约1微米尺寸的颗粒。可以将掺杂剂浓度控制在0.1至5mol％，优选地，选择掺杂剂浓度为约1mol％的Mn5+。在该特定样品中，测量量子产率为50％。增加浓度(多达5％)会导致发射强度增加。然而，在那种情况下，量子产率可能由于浓度猝灭而下降。
因此，本发明可以包括一种用于合成Mn5+掺杂的发光无机颗粒的方法，其包括以下步骤：烧结一定量的至少第一无机离子化合物与第二和第三无机离子化合物，其中第三离子化合物包含Mn2+阳离子，其在加热和氧化过程后将达到其Mn5+氧化态。由于Mn5+离子的形成对空气不敏感，因此合成方法可以在空气中在炉中进行。
Mn5+离子对水性介质也不敏感。因此，在另一个实施方案中，可以使用溶胶-凝胶合成方法来生产Mn5+掺杂的发光材料。这种方法特别适合于纳米颗粒的合成。例如，用于生产1克的具有Ba3P1.98O8Mn0.02分子式的Ba3(PO4)2:1mol％Mn5+纳米粉末的溶胶凝胶Pechini合成程序可以包括以下步骤：
-按照化学计量称量0.9827g BaCO3、0.3781g NH4H2PO4、0.0038g MnCO3、5.5776gC6H8O7*H2O、0.3713ml C2H6O2(产品:CA:EG＝1:16:4mol)；
-溶解表面活性剂：加热板上蒸馏水中的CA(柠檬酸)和EG(乙二醇)；
-将BaCO3和MnCO3粉末溶解在表面活性剂溶液中，并在搅拌下滴加NH4H2PO4溶液；
-在加热板上蒸发混合物，以形成约30ml的溶胶；
-将溶胶在干燥器中在40℃下老化48小时，以形成凝胶结构；
-在300℃下在空气中煅烧2小时，然后在700℃下在空气中煅烧10小时；
-将产品在玛瑙研钵中研磨，以形成纳米粉末。
Pechini的方法利用阳离子在水性-有机介质中的络合作用，并利用低成本的前体，在分子水平上产生均匀的离子分布。其是基于这样的事实：即某些α-羟基羧酸有机酸可与几种阳离子形成稳定的螯合物。向该混合物中添加多羟基醇后，将其加热并将螯合物转变为具有均匀分布的阳离子的聚合物。随后在低至300℃的温度下除去有机部分，从而形成反应性氧化物。可以形成(平均)粒径为20至300nm的纳米颗粒。
在又一个实施方案中，可以使用共沉淀技术来合成纳米尺寸的Ba3(PO4)2:Mn5+颗粒。这种共沉淀方法可以包括以下步骤：
-用具有适当浓度(在100mL的水中少于7g)的KMnO4溶液制备Mn5+的前体；
-制备具有合适pH值的KOH碱性溶液(在100mL的水中少于120g)；
-等体积混合KMnO4溶液和KOH溶液，以形成K3MnO4(Mn5+离子)；
-过滤溶液，以获得无沉淀的K3MnO4溶液；
-基于期望的掺杂浓度，按照化学计量称量适量的Na3PO4和BaCl2；
-在搅拌下向溶液中添加Na3(PO4)；
-在搅拌下向溶液中添加BaCl2；
-过滤溶液，以获得Ba3(PO4)2:Mn5+纳米颗粒沉淀。
由于不需要高煅烧温度，因此共沉淀技术能够实现比溶胶凝胶法甚至更小的颗粒。可以形成平均粒径为1至300nm的纳米颗粒。图2A描绘了具有Ba3(PO4)2纳米颗粒的XRD图谱的晶体性质。
在又一个实施方案中，可以使用诸如溅射方法的沉积方法在基板上形成Mn5+掺杂的发光多晶薄膜。该方法可以包括向溅射靶提供含有Mn5+掺杂剂的无机离子化合物(例如，如上所述)；和向溅射室中引入气体；和向溅射靶施加RF(或脉冲DC)电势，从而使材料从靶上溅射到基板上，以生长掺杂有Mn5+阳离子的发光无机离子化合物的(多)晶体或薄膜。该薄膜的厚度可以为50nm至2000nm，并且掺杂范围为0.1％至10％。图2B(前6个描绘了根据本发明的一个实施方案的具有溅射的Mn5+掺杂的Ba3(OH)(PO4)3材料的XRD图的多晶性质。
在另一方面，本发明涉及Sm2+掺杂的发光SiAlON材料。图3描绘了归一化的太阳光谱、Sm2+掺杂的SiAlON薄膜层的激发光谱(灰色区域)和发射光谱(黑线和虚线)。与光谱有关的特定阳离子组成为：基于EDX测量，Si为约96at.％，Al为约1.25at.％，Sm为约2.75at.％。折射率为约1.52表示阴离子主要是氧。如该图所示，太阳光谱的UV波段和可见波段的大部分被吸收并转换成更长波长的辐射，特别是可见红色/近红外波段中的波长的辐射，特别是波长范围在650至800nm之间的辐射。
SiAlON:Sm2+材料的发光性质提供了具有高太阳能转换效率的发光涂层。图3描绘了吸收多达31％的日光的宽带吸收SiAlON:Sm2+涂层的一个实例。此外，SiAlON:Sm2+涂层表现出足够大的斯托克位移，使得在太阳辐射转换装置中不发生自吸收的问题。由于光子的能量与其波长成反比，因此向更高的光子波长迁移导致每个光子的能量的量减少。能量的这种减少由所谓的斯托克效率表示。图3的SiAlON:Sm2+材料的斯托克效率被计算为69％。
此外，Sm2+发射波长覆盖从650nm到800nm的范围，能够实现使用1.4eV带隙GaAs太阳能模块或晶体硅PV模块转换成电能，这两个模块在约700nm下都非常高效。
SiAlON:Sm2+材料可以以非晶无散射或至少低散射薄膜的形式用于太阳辐射转换装置中。可以基于掺杂有Sm2+的元素Al、Si、O和N(SiAlON)，使用溅射技术(优选有源磁控溅射技术)沉积材料，以将UV和/或可见光谱的至少一部分的太阳辐射转换为更长波长的辐射。
类似地，SiAlON:Sm2+材料可以以基于颗粒的涂层的形式用于太阳辐射转换装置中。在一个实施方案中，可以使用例如包括诸如Si(OC2H5)4、Al(NO3)3和钐盐的化合物的溶胶-凝胶法合成SiAlON:Sm2+材料的纳米颗粒。任选地，可以添加乙醇和/或柠檬酸，以辅助纳米颗粒的形成。充氮烧结环境可以促进氮化。可以通过将纳米颗粒包埋在合适的(有机)基质材料中来实现聚合物涂层和/或层压。聚合物基质材料的选择和优化可以基于它们的应用和条件。环氧树脂、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(硅氧烷)、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-乙酸乙烯酯等是可以用作用于这些纳米颗粒的基质材料的一些常见材料。
用于生产SiAlON:Sm2+纳米颗粒材料的合成方法可以包括以下步骤：
-按照化学计量称量3.8736g Si(OC2H5)4、0.1650g Al(NO3)3、0.0338g Sm2O3、0.1630g C6H8O7*H2O(Al:CA＝1:1mol)；
-将Sm2O3溶解在稀硝酸中；
-将表面活性剂CA(柠檬酸)溶解在先前的溶液中；
-将Al(NO3)3溶解在先前的溶液中；
-将TEOS(Si(OC2H5)4)逐滴溶解在先前的溶液中；
-在加热板上蒸发混合物，以形成约30ml的溶胶；
-将溶胶在干燥器中在40℃下老化24小时，以形成凝胶结构；
-在空气中于700℃下煅烧5小时，以除去任何残留的有机物内容物；
-在还原气氛下在1000℃下烧结1小时；
-在玛瑙研钵中研磨产品，以形成(平均)粒径为20至200nm的纳米粉末。
基于这些步骤，制备了SiAlO(N):Sm2+纳米颗粒材料，其中每1摩尔SiAlO(N):Sm2+产物；Sm为阳离子(Si和Al)的约1mol％，且Si/Al比例为24。
SiAlON:Sm2+材料的纳米颗粒将具有1至900nm，优选1至500nm，更优选1至50nm的平均粒径。通常，SiAlON:Sm2+纳米颗粒将是非晶材料。可以通过提高烧结温度(其刺激局部SiO2相形成)来提高结晶度。增加的结晶度可以增强发光，但是也可以增加光散射。
用于生产SiAlON:Sm2+微粒材料的合成方法可以包括以下步骤：
-按照化学计量称量0.6521gα-Si3N4、0.0395g Al2O3、0.2799g SiO2、0.0338gSm2O3；
-在玛瑙研钵或球磨机中混合并研磨所有粉末混合物；
-在还原气氛下在1500C下将混合物烧结8小时；
-在玛瑙研钵或球磨机中研磨产品，以形成(平均)粒径为1至50微米的粉末。
基于这些步骤，制备了SiAlO(N):Sm2+微粒材料，其中每1摩尔SiAlO(N):Sm2+产物；Sm为阳离子(Si和Al)的约1mol％，且Si/Al比例为24。
图4描绘了具有沉积在玻璃基板上的溅射的SiAlON:Sm2+薄膜的XRD图的非晶性质。如该图所示，XRD图是非晶薄膜结构的特征。
图5描绘了雾度(以％表示)，其表示在硼硅酸盐玻璃中(黑色线)和在石英上的SiAlON:Sm2+膜中(灰色线)的扩散透射率与总透射率之间的比。使用Perking Elmerλ950光谱仪测量雾度。如该图所示，由于薄膜的非晶性质，光谱的可见波段(390nm至700nm)中的雾度极低，并且不超过人眼可检测到的雾度的2％的水平。因此，图5的图表明非晶SiAlON:Sm2+膜具有低雾度。由于SiAlON在玻璃行业中常用于抗反射涂层，因此该材料可以容易地用于(窗)玻璃应用中。
可以使用不同的合成工艺来形成Sm2+掺杂的SiAlON材料。发光SiAlON材料可以被制成Sm2+掺杂的发光无机薄膜层或Sm2+掺杂的SiAlON颗粒(纳米颗粒或微粒)。这些工艺可以包括与常规半导体加工方法相容的沉积方法，使得Sm2+掺杂的无机发光材料的形成可以容易地整合在薄膜光伏装置或太阳能转换装置的生产工艺中。
在一个实施方案中，可以使用溅射方法来制造Sm2+掺杂的非晶SiAlON薄膜。可以使用(磁控)溅射系统将Sm2+掺杂的SiAlON薄膜沉积在各种基板(例如，浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、低铁玻璃等)上，其中将基板保持在室温下或升高的温度下(即，对于玻璃，在室温和600℃之间；对于石英，在室温和1000℃之间)。用于生产Sm2+掺杂的非晶SiAlON薄膜的示例性合成方法可以包括以下步骤：
-在超音波清洁器中用肥皂溶液清洁硼硅酸盐玻璃基板，然后用丙酮、乙醇和去离子水冲洗；
-使用单独的Al、Si和Sm靶或组合的Al-Si-Sm靶(例如，Si 96at.％、Al 1.25at.％和Sm 2.75at.％；或以下各项的组合：90at.％/10at.％Si/Sm复合靶、90at.％/10at.％Si/Al复合靶和纯Si靶)磁控溅射沉积SiAlON:Sm2+；
-在溅射过程中，工艺气流可以由Ar、O2、N2和H2(例如，18sccm Ar、0.75sccm O2、13.25sccm N2)的混合物组成；
-在溅射沉积之后，可以在50至1000℃(优选475℃)的温度下对样品进行退火，以增强发光；
-在退火过程中，退火系统可以用含H2(93％N2/7％H2)的气体冲洗。
因此，可以使用溅射方法在基板上形成Sm2+掺杂的非晶发光无机薄膜层。该方法可以包括向溅射室提供包含Al、Si、Sm的溅射靶；向溅射室中引入可以包含N2、H2、O2的气体混合物；向所述溅射靶施加RF(或脉冲DC)电势，从而将材料从靶溅射到基板上，从而形成Sm2+掺杂的发光无机离子化合物的非晶薄膜。
在一个实施方案中，可以将SiAlON:Sm2+材料的折射率选择为1.5至2.1。可以通过在溅射过程中选择预定的O/N比来选择折射率。以这种方式，SiAlON:Sm2+材料的折射率可以与在其上生长材料的基板(例如玻璃)的折射率匹配。
另外，在另一个实施方案中，可以使用如上所述的溅射技术来形成Tm2+掺杂的发光SiAlON材料。除了使用0.0372g的量的Tm2O3代替Sm2O3之外，SiAlO(N):Tm2+粉末的合成与SiAlON:Sm2+粉末的合成相同。SiAlON:Sm2+材料吸收太阳光谱的UV波段、可见波段和一部分近红外波段中的辐射，并将这些波段中的辐射转换为光谱的预定的近红外波段中的辐射。特别地，如图6所示，Tm2+掺杂的发光SiAlON材料在1100-1200nm波段内表现出红外发射，包括在约1140nm处的尖锐的发射峰。Tm2+掺杂的SiAlON材料对太阳光谱的辐射表现出宽带吸收性，没有自吸收性，并且具有优异的光学和机械性质。
图7A和7B描绘了根据本发明的一个实施方案的太阳辐射转换装置的示意性横截面。特别地，图7A描绘了一种太阳辐射转换装置，其包括一个或多个发光转换层(LCL)702和至少一个包括第一表面701和第二表面703的光伏(PV)装置704。一个或多个LCL中的至少一个可以包括如参照图1-6所述的发光材料。取决于配置，光伏装置的第一(顶部)表面可以是光接收表面。或者，例如在(部分)透明的光伏装置的情况下，第一表面和第二表面都可以是光接收表面。发光转换层可以被涂覆或沉积在光伏装置的第一和/或第二表面上或至少在其上方。在一个实施方案中，发光转换层可以包括如本公开中所述的掺杂的发光薄膜层。在另一个实施方案中，转换层包括包含颗粒(优选微粒或纳米颗粒)的透明基质材料的涂层，其中颗粒包含如本公开中所述的掺杂的发光材料。
来自太阳光谱的UV波段和可见波段的辐射708被发光转换层702转换成可见红色/近红外波段(例如与通过Sm2+离子传输的辐射相关的650-800nm波段)的辐射和/或转换成近红外波段(例如与通过Tm2+和/或Mn5+离子传输的辐射相关的1100-1250nm波段)的辐射。转换的辐射随后被光伏装置吸收并转换成电能。
在一个实施方案中，光伏装置可以包括一个或多个层，该一个或多个层被优化用于将可见红色/近红外波段中的辐射转换成电能。例如，包括一层或多层IV和III-V半导体的光伏装置，包括例如晶体(例如，多晶、微晶或纳米晶体)或非晶硅太阳能模块、砷化镓(GaAs)型模块、碲化镉(CdTe)型模块和/或磷化铟(InP)太阳能模块。在另一个实施方案中，光伏装置可以包括一个或多个层，该一个或多个层被优化用于将近红外波段的辐射转换为电能。光伏装置吸收由发光材料传输的辐射，例如太阳光谱的可见红色波段中的辐射和/或近红外波段中的辐射706，并将吸收的辐射转换成电能。
图7B描绘了包括如本公开中所述的发光材料的太阳辐射转换装置的横截面。该装置可以包括基板712，优选为透明基板，其包括多层薄膜光伏装置。光伏装置可以包括形成在基板的第一表面上的第一接触层714。在第一接触层上方形成吸收太阳辐射的一层或多层活性层(active layer)718，并且在活性层上方形成第二层716。
在一个实施方案中，光伏装置可以包括至少一个层，该至少一个层包括红外吸收量子点(即，纳米颗粒，其尺寸使得在颗粒中引起量子约束效应，即，将颗粒的尺寸减小到小于半导体中电子和空穴函数的玻尔半径)和颗粒，例如如本公开中所述的发光材料的微粒或纳米颗粒。在一个实施方案中，可以优化至少一部分红外吸收量子点的尺寸，以吸收通过Tm2+和/或Sm2+掺杂的发光纳米颗粒传输的红外辐射。例如，粒径为约3-4nm的PbS量子点将吸收约900-1110nm的(近)红外辐射。因此，在该实施方案中，太阳辐射的红外部分706可以被红外吸收量子点直接吸收，同时太阳辐射的UV和可见部分被发光颗粒转换成红外太阳辐射710。以这种方式，可以基于被转换为红外太阳辐射的可见太阳辐射，扩展简单的红外光伏装置的整体转换效率。在另一个实施方案中，光伏装置可以进一步包括如本公开中所述的发光材料的一个或多个另外的宽带吸收发光薄膜层。这些薄膜层可以是结晶层(例如，纳米晶、微晶或多晶)或是非晶的。这种层可以位于基板和第一接触层之间，以增加太阳光谱的UV/可见波段的辐射向太阳光谱的可见红色/(近)红外波段或近红外波段的辐射的转换。
图8A-8C描绘了根据本发明的各种实施方案的包括无机发光材料的太阳辐射转换装置，特别是发光太阳能集中器装置的示意性截面图。太阳辐射转换装置可以包括至少一个波导结构802。该波导结构可以具有透明有机或无机材料的厚板或玻璃片的形式，例如包括第一(顶部)表面803、第二(底部)表面805和一个或多个边缘806的玻璃的形式。波导结构的边缘806的至少一部分可以耦合到至少一个光伏装置808。在其他实施方案中，波导结构可以具有弯曲形状。
在图8A的实施方案中，波导结构包括透明的有机或无机基质材料，其中包埋有如本公开中所述的无机发光材料的颗粒810，优选为纳米颗粒。当进入波导结构的太阳辐射800被发光颗粒中的掺杂剂位点的一个或多个能量波段吸收时，被激发的掺杂剂将吸收的太阳辐射转换成如本申请的实施方案中所述的预定波段(例如可见红色波段和/或近红外波段)内的辐射814。被激发的掺杂剂所发射的辐射的至少一部分可以经由波导结构被引导向波导的边缘。连接到边缘的光伏电池808将由发光材料中的离子发射的光子转换成电能。
如本公开中所述的无机发光材料的掺杂颗粒、微粒和/或纳米颗粒可以被包埋在透明的有机或无机基质材料中，该透明的有机或无机基质材料在光谱的近红外范围内具有优异的透射性质。在一个实施方案中，有机透明基质材料可以包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或聚碳酸酯。在另一个实施方案中，无机透明基质材料可以包括玻璃材料。在一个实施方案中，可以选择基质材料的折射率，以匹配掺杂的微粒的折射率，使得由于从波导结构发射的光的散射而引起的损耗最小。
在图8B的实施方案中，波导结构可以由透明的有机或无机材料形成，其中波导结构的顶部和/或底部表面的至少一部分可以被发光层816(例如薄膜发光层)覆盖，该发光层可以包含如本说明书中所述的无机发光材料。
在一个实施方案中，薄膜发光层可以由透明基质材料形成，在该透明基质材料中包埋有如本说明书中所述的无机发光材料的颗粒，优选纳米颗粒。或者，薄膜发光层可以是形成在波导结构上的无机发光(多)晶体或非晶薄膜层。可以使用例如如上文所述的(共)溅射或反应性共溅射方法的沉积技术将薄膜层形成在波导结构上方或之上。作为光学活性层耦合到波导结构的非晶或(多)晶体薄膜层的使用提供了以下优点：可以消除或至少显著减少在使用包括掺杂颗粒的基质层时可能发生的散射。
在另外的实施方案(未示出)中，波导结构的顶部表面和底部表面二者的至少一部分都可以设置有薄膜发光层。以这种方式，通过波导结构的顶部和底部侧的日光的至少一部分可以被转换成可见光和/或(近)红外光，该可见光和/或(近)红外光被捕获在波导中并且被波导结构引导向光伏装置。
图8C描绘了太阳能转换装置的一个实施方案，该太阳能转换装置包括与参考图8B所描述的发光层相似的一个或多个发光层。然而，在该实施方案中，一个或多个发光层816被包埋在波导结构802中。
图8D描绘了太阳能转换装置的另一个实施方案，该太阳能转换装置包括例如透明波导涂层的形式的波导结构802，其被配置为将由发光材料(未示出)发射的辐射814的至少一部分引导向光伏装置所处的波导结构的边缘。因此，在这种情况下，发光材料的辐射落在波导结构上，并且至少一部分辐射被波导材料折射并被捕获在层内。然后，通过全内反射将捕获的辐射引导向PV装置。
在一个实施方案中，至少一个光伏装置808可以被优化用于将近红外波段中的辐射(如由发光材料所产生的)转换成电能。例如，在一个实施方案中，光伏装置可以包含铜铟镓(二)硒化物(CIGS)材料。在另一个实施方案中，光伏装置可以包含铜铟(二)硒化物(CIS)材料。这些材料对于将由被激发的掺杂剂位点发射的发射的近红外辐射转换为电能非常有效。在另一个实施方案中，光伏装置可以包括NIR/IR吸收有机层或NIR/IR染料敏化层。在一个实施方案中，光伏电池可以包括有机半导体层，例如MEH-PVV，其通过吸收NIR/IR的量子点而被敏化。例如，通过控制低带隙(二元)半导体(例如PbS、PbSe、InAs和/或HgTe)量子点的尺寸，可以调整量子点，以在900至2000nm的(近)红外光谱中吸收。参见例如Sargent等人的“Solution-based Infra-Red Photovoltaic Devices”,Nature Photonics 3,325-331(2009)。在另一个实施方案中，光伏电池可以包括(单)壁碳纳米管层或石墨烯活性NIR/IR吸收层。
在另一个实施方案中，至少一个光伏装置808可以被优化用于将红色可见/近红外波段中的辐射(如由发光材料所产生的)转换成电能。例如，包括一层或多层IV和III-V半导体的光伏装置，包括例如晶体(例如多晶、微晶或纳米晶体)或非晶硅太阳能模块、砷化镓(GaAs)型模块、碲化镉(CdTe)型模块和/或磷化铟(InP)太阳能模块。
图8A-8D中描绘的装置是体现本发明的非限制性实例，并且在不脱离本发明的情况下，本公开中的实施方案的特征的许多变型和/或组合是可能的。例如，在一个实施方案中，太阳辐射转换装置可以包括波导结构，该波导结构包括设置在该波导结构的第一和/或第二表面上方的一个或多个无机发光层以及包埋在该波导结构中的一个或多个无机发光层。在另一个实施方案中，一个或多个Tm2+、Mn5+和/或Sm2+掺杂的SiAlON薄膜可以是设置在波导结构上方的抗反射层、保护阻挡层和/或热阻挡层的一部分。在另一个实施方案中，光伏电池的至少一部分可以是波导结构的一部分或与波导结构集成。在又一个实施方案中，一个或多个光学层可以被设置在波导结构的第一和第二表面上方，其中光学层的至少一部分具有被选择以改善波导结构的波导性质的折射和/或反射性质。
图9描绘了根据本发明的另一实施方案的太阳能转换装置。特别地，图9描绘了使用如本公开中所述的无机发光材料的发电玻璃组件的至少一部分。该图描绘了发电多玻璃片玻璃组件900，其包括沿第一玻璃片904和第二玻璃片906的外围区域的外围间隔物结构902(在图9中，玻璃片的表面与y-z平面重合)。玻璃组件可以进一步包括中央窗区域903，其中第一和/或第二玻璃片的窗区域的至少一部分设置有涂层，该涂层包括如本公开中所述的无机发光材料。在一个实施方案中，第一和/或第二玻璃片可包含多层涂层，其中多层中的一个或多个层包含一种或更多种如本公开中所述的掺杂的发光材料。在一个实施方案中，层中的至少一个可以包含Tm2+和/或Sm2+掺杂的SiAlON颗粒和/或Mn5+掺杂的颗粒。在另一个实施方案中，层中的至少一个可以是Tm2+和/或Sm2+掺杂的SiAlON非晶薄膜层或Mn5+掺杂的薄膜层。
外围间隔物结构可以形成沿窗玻璃片的所有侧面的外围区域形成的细长的外围间隔物结构，以便将两个玻璃片以预定的距离彼此固定。外围间隔器结构包括安装构件，用于以倾斜的方式(其中倾斜度可以在0至90度之间选择)沿着多玻璃片玻璃组件的外围区域定位多个PV模块。PV模块的安装方式使得PV模块的光接收区域朝外玻璃片倾斜。
可以使用不同的材料来形成外围间隔物结构。例如，在一个实施方案中，间隔物结构可以是中空金属间隔物结构。合适的材料包括例如，铝、不锈钢或镀锌钢。金属间隔物可以具有高热导率，这可以降低多层玻璃片、气体填充物和绝缘框架的节能优势。在另一个实施方案中，可以使用非金属间隔物结构。这种非金属间隔物结构可以提供改善的热性能。用于这种非金属间隔物结构的合适材料包括复合材料、结构泡沫(例如，EPDM或硅酮泡沫)或热塑性材料。在其他实施方案中，间隔物结构可以包括金属和非金属材料两者。
外围间隔物结构可以被配置为在至少两个玻璃片即第一(内部)玻璃片904和(第二)外部玻璃片106之间提供间隔。间隔物结构可以包括粘合表面，即用于粘合内部玻璃平面的第一粘合表面9051和用于使用合适的粘合剂粘合外部玻璃片的第二粘合表面9052。外围间隔物结构可以在(通常为矩形的)玻璃片的外围区域(例如边缘)处粘合玻璃片。在一个实施方案中，外围间隔物结构可以形成密封结构或可以是密封结构的一部分，该密封结构用于密封(优选气密地密封)玻璃片间(inter-pane)空间，即玻璃片之间的空间。在一些实施方案中，玻璃片之间的空间可以填充有某种气体，例如氩气或氪气，以提高隔热和/或隔音。
如图9所示，间隔物结构902可以被构造为具有预定横截面轮廓的(挤出的)管，其包括主体部分912(例如中空主体部分)以及用于可拆卸地安装一个或多个光伏(PV)模块9081-5的安装部分910。如图9所示，外围间隔物结构的安装部分可以包括一个或多个安装构件，该安装构件适于以一定角度将PV模块定位在两个玻璃片之间的空间内，使得PV模块的光接收表面朝着外部玻璃片倾斜。可以选择倾斜角度的值，使得PV模块的光接收表面朝向外部玻璃片倾斜，以优化日光的接收并避免遮光效果。在一个实施方案中，可以基于使用玻璃组件的建筑物的地理位置(例如，纬度)来选择倾斜角。在另一个实施方案中，间隔物结构在玻璃组件的一侧的倾斜角可以不同于在玻璃组件的另一侧的玻璃组件的倾斜角度。以这种方式，玻璃组件可以被优化以用于不同的方向，例如，在建筑物的北侧或南侧。将PV模块安装在间隔物结构上。以这种方式，间隔物结构和PV模块可以分开地制造，即，在将间隔物结构粘合到玻璃片上之前制造。
图10描绘了根据本发明的一个实施方案的用于太阳能转换装置的外围间隔物结构的横截面视图(z-x平面)。特别地，图10包括发电玻璃组件的外围间隔物结构1002，其包括矩形基部1012(例如中空矩形基部)以及用于以与玻璃片的平面1019成倾斜角1017安装PV模块1016的安装部分1014。PV模块可以包括安装在印刷电路板(PCB)1020上的光伏装置1018(的阵列)。此外，可以在PCB上安装与PV装置相关联的电子组件1022，例如旁路二极管和其他放电保护电子器件。安装部分可以包括第一(内部)紧固构件1024和第二(外部)紧固构件1026，用于将PV模块机械地固定到外围间隔物结构。两个紧固构件均可以在y-z平面中延伸。在一个实施方案中，紧固构件可以被配置为用于将模块夹持就位的夹持构件。在另一个实施方案中，紧固构件可以包括与PCB的边缘接合的滑动构件。可以选择紧固构件的尺寸，从而允许PCB的一定的热膨胀而不在PCB和/或PV装置中引起机械应力。
如图10所示，外围间隔物结构包括第一(内部)紧固构件，该第一(内部)紧固构件在y-z平面中具有平坦结构，并且包括可以与内部玻璃片粘合的背面。它进一步包括第二(外部)紧固构件，该第二(外部)紧固构件在y-z平面中具有平坦结构，并且包括可与外部玻璃片粘合的前表面。紧固构件被配置为将模块固定在倾斜位置，使得PV装置面向外部玻璃片。为此，内部紧固构件可以比外部紧固构件在y方向上延伸得更多，从而为PV电池模块提供倾斜位置。倾斜角度可以在10至80度之间，优选在20至70度之间，更优选在30至60度之间选择。在一些实施方案中，倾斜角度可以在40度至50度之间选择，优选地选择为约45度。
因此，图9和10所描绘的外围间隔物结构提供了一种有效的结构用于将PV模块的光接收表面以倾斜位置固定在窗的外围区域中的两个(或更多个)玻璃片之间。PV模块的光接收表面朝向外部玻璃片倾斜，使得与现有技术的解决方案相比，它将接收更多的光。可以基于应用和/或将使用玻璃组件的地理位置来选择倾斜度。外围间隔物结构允许在窗平面粘合到外围间隔物结构之前安装PV模块。
尽管参照两玻璃片玻璃组件描述了图9和10的玻璃组件，但认为本领域技术人员将理解，本发明也可以用在多玻璃片(例如三或四玻璃片)玻璃组件中。在那种情况下，外围间隔物结构包括用于将多层玻璃片以彼此间隔开的距离定位的装置，其中在由两个窗玻璃片形成的每个空间的外围部分中，可以布置一个或多个倾斜的PV模块。
图11描绘了根据本发明的一个实施方案的基于发电波导的玻璃组件的横截面视图。如图11所示，多玻璃片玻璃组件可以包括间隔物结构，该间隔物结构包括倾斜的PV模块1104，例如参照图10所描述的间隔物结构1102。玻璃结构可以进一步包括第一(内部)玻璃片1106和第二(外部)玻璃片1108，其中玻璃片的外围区域(在边缘处)被粘合到间隔物结构的粘合表面11091,2，使得玻璃片的平行表面以预定距离d固定。当安装在建筑物中时，第二(外部)玻璃片是暴露于外部环境的玻璃片。
粘合可以提供用于密封两个玻璃片之间的空间的第一密封件。在此，可以选择距离d，使得玻璃结构的热性质被优化，例如使得玻璃片之间的空间中的对流被消除或至少最小化。间隔物距离d可以在3至30mm之间，优选在5至25mm之间，更优选在10至20mm之间选择。在玻璃片的边缘处的密封件1110可以提供用于密封两个玻璃片之间的空间的第二密封件。此外，窗框1112可以将包括间隔开的玻璃片的玻璃组件保持在适当位置。
在该实施方案中，一个或多个光学层1114-1118可以被设置在第一和/或第二玻璃片的表面的大部分的上方。在一个实施方案中，一个或多个光学层的至少一部分可以被设置在第一和/或第二玻璃片的内表面(即，位于玻璃片之间的空间内的表面)的上方。在另一个实施方案中，一个或更多个光学层的至少一部分可以被设置在第一和/或第二玻璃片的外表面的上方(未示出)。
设置在第一玻璃片和/或第二玻璃片上方的光学层中的至少一个可以包括无机发光材料。在一个实施方案中，无机发光材料可以包括适合用于发光太阳能集中器的发光材料。在一个实施方案中，发光材料可以包括现有技术中已知的发光材料。在另一个实施方案中，无机发光材料可以包括如本公开中所述的发光材料。在一个实施方案中，可以使用Tm2+和/或Sm2+掺杂的SiAlON材料或Mn5+掺杂的薄膜层(例如，以微粒、纳米颗粒或(非晶)薄膜层的形式)。
由发光材料产生的辐射的全内反射可以将辐射捕获在两个窗玻璃片之间。以这种方式，两个窗玻璃片形成用于一部分发光辐射的波导结构，该发光辐射将被引导向玻璃组件的外围区域并被外围区域中的PV模块吸收。
在一个实施方案中，可以通过配置光学层的至少一部分以反射由发光材料产生的辐射来改善发光辐射的捕获。例如，可以优化反射层，以反射可见红色/近红外波段(例如，与通过Sm2+离子传输的辐射相关联的650-800nm波段)的辐射和/或近红外波段(例如，与通过Tm2+和/或Mn5+离子传输的辐射相关联的1150-1250nm波段)的辐射。例如，覆盖第一玻璃片1106的内表面1120的第一光学层1114可以包括第一可见红色波段和/或近红外波段反射层，且覆盖第二玻璃片1108的内表面1122的第二光学层1116可以包括第二第一可见红色波段和/或近红外波段反射层。这样的反射层可以以介质镜(dielectric mirror)的形式实施，例如包括预定厚度的交替电介质层的多层的分色滤光器，其反射发光辐射，同时对于其他波长的辐射是透明的。薄膜反射层可以被布置在玻璃片的窗部分上方。
在一个实施方案中，可以在窗玻璃片的内侧的至少一个反射层上设置包括无机发光材料的光学层。以这种方式，将无机发光层定位在反射层之间。因此，当外部玻璃片暴露于日光时，太阳光谱的辐射可以通过外部玻璃片。太阳辐射1124的一部分将被发光层吸收，并转换为可见红色波段和/或近红外波段的辐射。无机发光层中的激发的掺杂剂1126可以透射近红外辐射1128，其将被近红外层反射。以这种方式，红外辐射被捕获在两个红外反射层之间，这两个红外反射层充当红外辐射的波导结构1130，使得红外辐射将被引导向窗结构的外围部分，在那里辐射将被一个或多个PV模块1104吸收。
因此，在图11的实施方案中，窗玻璃片之间的空间形成波导结构，其中由发光层中激发的掺杂剂位点发射的辐射被引导向玻璃组件的外围部分，并被PV模块吸收，该PV模块将辐射转换为电能。
在一个实施方案中，外部玻璃片的表面可以包括中央(窗)部分和布置在中央部分周围的外围部分1118。中央(窗)部分可以设置有反射性红外涂层，使得它对于可见光是透明的，但是对于(近)红外光是反射性的。相反，外围部分没有被反射性红外涂层覆盖。因此，玻璃片的外围部分提供了一个窗，该窗对于可见光和(近)红外光都是透明的，使得PV模块暴露于整个太阳光谱。
在不脱离本发明的情况下，用于玻璃结构的各种波导布置是可能的。例如，图12描绘了基于发电波导的玻璃组件的截面图的一个实例，该玻璃组件包括由玻璃片以与参照图11所描述的类似的方式形成的波导结构。然而，在该实例中，发光辐射也可以被捕获在玻璃片内并在玻璃片的外围或边缘处被引导至PV装置。
类似于图11的组件，该组件包括间隔物结构，该间隔物结构包括倾斜的PV模块1204、第一(内部)玻璃片1206和第二(外部)玻璃片1208，其中玻璃片的(边缘处的)外围区域被粘合到间隔物结构的粘合表面，使得玻璃片的平行表面被以预定距离d固定。粘合可以提供用于密封两个玻璃片之间的空间的第一密封件。可以在第一和/或第二玻璃片的内表面上方设置一个或多个发光层1218。
在一个实施方案中，可以在第一(内部)玻璃片1206的内表面1212上方设置第一反射层1210。在另一个实施方案中，可以在第二(外部)玻璃片1208的内表面1216上方设置第二反射反射器1214，其中反射层被配置为反射由发光材料产生的辐射。例如，可以优化反射层，以反射可见红色/近红外波段(例如与通过Sm2+离子传输的辐射相关联的650-800nm波段)的辐射和/或近红外波段(例如与通过Tm2+和/或Mn5+离子传输的辐射相关联的1150-1250nm波段)的辐射。
由于SiAlON层也用作介电阻挡，因此也可以在第一和/或第二玻璃片的外表面(的一部分)上方设置发光层。例如，可以在第一和/或第二玻璃片的外表面的至少一部分上方设置SiAlON:Sm2+或SiAlON:Tm2+层作为介电阻挡的一部分。另外，可以在第一和/或第二玻璃片的外表面的至少一部分上方设置Mn5+掺杂层，其中Mn5+掺杂层被一个或多个非掺杂的SiAlON层和/或一个或多个SiAlON:Sm2+或SiAlON:Tm2+层保护。
因此，当外部玻璃片暴露于日光时，太阳光谱1122的辐射可以穿过外部玻璃片并撞击包含无机发光材料的光学层1218。太阳光谱的一部分辐射可以被吸收并转换成在可见红色光和/或近红外光的特定波段。因此，无机发光层的激发的掺杂剂1224可以将辐射1226向第一反射层透射，并且将辐射1228向第二反射层透射。以这种方式，发光辐射被捕获在两个反射层之间，这两个反射层充当用于发光辐射的波导结构1230。在该实施方案中，波导结构可以包括由第一(内部)玻璃片形成的第一波导以及由第一和第二玻璃片之间的空间形成的第二波导。以这种方式，发光辐射将被反射向窗结构的外围部分，在此处辐射将被与第一波导部分相关联的第一光伏电池1232和与第二波导部分相关联的第二光伏电池1204吸收。在其他实施方案中，这两个窗玻璃片的内表面都可以设置有发光层。在另一个实施方案中，第二(外部)窗玻璃片也可以充当波导。在另一个实施方案中，代替双玻璃组件，可以使用多玻璃组件，包括在玻璃结构的外围处由间隔物结构隔开的三个或更多个玻璃片，其中，窗玻璃片可以设置有发光材料，并且其中窗玻璃片之间的空间可以形成多个波导结构，用于将发光辐射引导向布置在玻璃组件的外围的PV装置。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，而不旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“a”、“an”和“the”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应该理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprise和/或comprising)”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
以下权利要求中的所有装置或步骤加上功能元件的相应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于与如具体要求保护的其他要求保护的元件组合地执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了本发明的描述，但是并不意图其是实施方案是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，并使本领域的其他普通技术人员能够理解本发明，因为具有各种修改的各种实施方案适合于预期的特定用途。

Claims (27)

1.一种用于转换太阳辐射的装置，其包括：
无机发光材料，所述无机发光材料包含：
掺杂有Mn5+离子的薄膜层，用于将太阳光谱的UV、可见和/或一部分近红外波段的辐射转换为1150nm至1250nm的近红外波段的辐射；或
掺杂有Sm2+离子的非晶SiAlON薄膜层，用于将太阳光谱的UV、可见和/或一部分近红外波段的辐射转换为650nm至800nm的可见红色波段的辐射；或
掺杂有Tm2+离子的非晶SiAlON薄膜层，用于将太阳光谱的UV、可见和/或一部分近红外波段的辐射转换为1100nm至1200nm的近红外波段的辐射；和，
至少一个光伏装置，用于将转换的辐射的至少一部分转换成电能。
2.根据权利要求1所述的装置，其中掺杂有Mn5+离子的薄膜层为晶体薄膜层或非晶薄膜层。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中掺杂有Mn5+离子的薄膜层或者掺杂有Sm2+离子的非晶SiAlON薄膜层或者掺杂有Tm2+离子的非晶SiAlON薄膜层是溅射的薄膜层。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中选择所述掺杂的薄膜层的掺杂剂浓度在以下至少一个范围内：0.01至99.99％；0.01至90％；0.01至80％；0.1至50％；0.2至25％；0.2至20％；0.5至10％。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其中掺杂有Sm2+离子的非晶SiAlON薄膜层或者掺杂有Tm2+离子的非晶SiAlON薄膜层的雾度小于3％。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其中掺杂有Sm2+离子的非晶SiAlON薄膜层或者掺杂有Tm2+离子的非晶SiAlON薄膜层的雾度小于2％。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其中掺杂有Mn5+离子的薄膜层包含三元和/或四元无机材料。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述三元无机材料由通式M3(XO4)2定义，其中M＝Ca、Ba、Sr且X＝P、As、V，且所述四元无机材料由通式M5(XO4)3Y定义，其中M＝Ca、Ba、Sr，且X＝P、As、V且Y＝OH、Cl、F。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述至少一个光伏装置被配置为将由所述发光材料产生的辐射转换为电能。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述辐射是650nm至800nm的可见红色/近红外波段或者1100至1250nm的近红外波段中的辐射。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述光伏装置包含一层或更多层IV、III-V和/或II-VI半导体。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述一层或更多层包含硅、砷化镓、碲化镉、磷化铟、铜铟镓二硒化物和/或铜铟二硒化物。
13.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述无机发光材料是波导结构的一部分或与波导结构相关联，所述波导结构被配置为将转换的辐射的至少一部分引导至所述至少一个光伏装置。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述波导结构是包括第一表面和第二表面以及一个或多个边缘的平面波导结构，其中所述至少一个光伏装置位于所述平面波导结构的边缘之一处。
15.根据权利要求13所述的装置，其中所述波导结构包括具有第一表面和第二表面的透明有机或无机材料的板。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述无机发光材料被设置在所述波导结构的第一表面和/或第二表面的至少一部分上方或之上；和/或其中所述无机发光材料被包埋在所述波导结构中。
17.根据权利要求13所述的装置，其中所述波导结构包括第一窗玻璃片和第二窗玻璃片以及用于在所述第一和第二窗玻璃片之间提供间隔的至少一个间隔物结构。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述间隔物结构是在所述第一窗玻璃片和第二窗玻璃片的外围处的间隔物结构。
19.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一和/或第二窗玻璃片包括有机或无机的玻璃片，其中所述无机发光材料被设置在所述第一和/或第二窗玻璃片的至少一个表面上方，由所述第一和第二玻璃限定的空间限定波导结构，用于将由所述发光材料产生的辐射的至少一部分引导向至少一个光伏装置。
20.根据权利要求17所述的装置，其中一个或多个光学层被设置在所述第一和/或第二窗玻璃片的内表面或外表面上方，所述一个或多个光学层包括一个或多个反射和/或折射层，用于由所述无机发光材料产生的辐射。
21.根据权利要求20所述的装置，其中所述辐射是650nm至800nm的可见红色波段中的辐射；和/或1100至1250nm的近红外波段中的辐射。
22.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述无机发光材料的至少一部分被设置在所述至少一个光伏装置的光接收面上方；和/或其中所述至少一个光伏装置包括一个或多个包含所述无机发光材料的薄膜层。
23.窗组件，包括根据权利要求1至22中任一项所述的用于转换太阳辐射的装置。
24.一种用于转换太阳辐射的窗组件，包括：
无机发光材料，所述无机发光材料包含：
掺杂有Mn5+离子的薄膜层，用于将太阳光谱的UV、可见和/或一部分近红外波段的辐射转换为1150nm至1250nm的近红外波段的辐射；或
掺杂有Sm2+离子的非晶SiAlON薄膜层，用于将太阳光谱的UV、可见和/或一部分近红外波段的辐射转换为650nm至800nm的可见红色波段的辐射；或
掺杂有Tm2+离子的非晶SiAlON薄膜层，用于将太阳光谱的UV、可见和/或一部分近红外波段的辐射转换为1100nm至1200nm的近红外波段的辐射；
至少第一窗玻璃片和第二窗玻璃片以及用于在所述至少第一和第二窗玻璃片之间提供间隔的至少一个间隔物结构，
其中所述第一窗玻璃片、所述第二窗玻璃片；和/或所述第一和第二窗玻璃片之间的空间限定一个或多个波导结构，用于将由所述发光材料产生的辐射的至少一部分引导向至少一个光伏装置；和，
沿着所述第一和第二窗玻璃片的一个或多个边缘定位的一个或多个光伏装置，所述光伏装置的光接收表面被定向为接收由所述发光材料发射的辐射。
25.根据权利要求24所述的窗组件，其中所述无机发光材料以薄膜层的形式被设置在所述第一和/或第二窗玻璃片的至少一个表面上方或之上。
26.根据权利要求24或25所述的窗组件，其中一个或多个光学层被设置在所述第一和/或第二窗玻璃片的表面的至少一部分上方或之上，所述一个或多个光学层包括至少一个反射和/或折射层，用于由所述无机发光材料产生的辐射。
27.根据权利要求26所述的窗组件，其中所述辐射是650nm至800nm的可见红色波段；和/或1100至1250nm的近红外波段中的辐射。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3821530A4 (en) * 2018-07-12 2022-04-06 Clearvue Technologies Ltd ELECTRICITY GENERATION DEVICE
EP4150271A1 (en) * 2020-05-15 2023-03-22 3M Innovative Properties Company Hybrid solar window and ir absorbing assemblies
US11870000B2 (en) * 2020-11-17 2024-01-09 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor packages with single-photon avalanche diodes and prisms
GB202200721D0 (en) 2022-01-20 2022-03-09 Pilkington Group Ltd Method of depositing a coating layer
WO2023245242A1 (en) * 2022-06-21 2023-12-28 Clearvue Technologies Ltd A window for a buildling or structure
CN117720905A (zh) * 2022-09-16 2024-03-19 新加坡国立大学 光介质体、光介质体的制造方法及光伏窗
WO2024096741A1 (en) 2022-11-03 2024-05-10 Physee Group B.V. Luminescent solar concentrators and luminescent glazing units
GB202216380D0 (en) 2022-11-03 2022-12-21 Pilkington Group Ltd Luminescent coated substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105917474A (zh) * 2013-09-26 2016-08-31 代尔夫特科技大学 用于太阳辐射转换装置的Tm2+发光材料

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4863794B2 (ja) * 2006-07-06 2012-01-25 スタンレー電気株式会社 波長変換材料、その製造方法およびそれを用いた発光装置
JP2008120938A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Sharp Corp 蛍光体およびその製造方法、ならびに半導体発光装置および画像表示装置
JP4402150B1 (ja) * 2008-08-26 2010-01-20 学校法人 芝浦工業大学 Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系酸化物を母体とする酸化物蛍光体
EP2377160B1 (en) * 2008-12-12 2013-07-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. A luminescent photovoltaic generator and a waveguide for use in a photovoltaic generator
DE202009007771U1 (de) * 2009-06-03 2009-08-20 Danz, Rudi, Dr. habil. Photovoltaik-Module zur Strahlungskonzentration
US8933526B2 (en) * 2009-07-15 2015-01-13 First Solar, Inc. Nanostructured functional coatings and devices
US8540173B2 (en) * 2010-02-10 2013-09-24 Imra America, Inc. Production of fine particles of functional ceramic by using pulsed laser
JP5662489B2 (ja) * 2010-03-16 2015-01-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 切換可能な光／反射を持つ光電池装置
JPWO2011155614A1 (ja) * 2010-06-11 2013-08-15 旭硝子株式会社 透光性積層体およびそれを用いた太陽電池モジュール
US20130105736A1 (en) * 2010-07-13 2013-05-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Converter material for solar cells
JP5988974B2 (ja) * 2010-08-07 2016-09-07 ティーピーケイ ホールディング カンパニー リミテッド 表面埋込添加物を有する素子構成要素および関連製造方法
US20120080070A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 General Electric Company Photovoltaic devices
US20120080066A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 General Electric Company Photovoltaic devices
US20120080067A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 General Electric Company Photovoltaic devices
PL2726920T3 (pl) * 2011-07-01 2018-03-30 Tropiglas Technologies Ltd Spektralnie selektywny panel koncentratora luminescencyjnego z ogniwem fotowoltaicznym
BR112016003346B1 (pt) * 2013-08-19 2021-11-30 Tropiglas Technologies Ltd Dispositivo para gerar energia elétrica, sistema, e método de fabricação do dispositivo
WO2017038712A1 (ja) * 2015-08-28 2017-03-09 宇部興産株式会社 蛍光体及びその製造方法並びに生体イメージング方法
WO2017195954A1 (ko) * 2016-05-09 2017-11-16 선문대학교 산학협력단 다결정 투광성 업컨버팅 알파사이알론 세라믹스 및 그 제조방법
WO2018097350A1 (ko) * 2016-11-24 2018-05-31 선문대학교 산학협력단 삼중 도핑된 다결정 투광성 업컨버팅 알파사이알론 세라믹스 및 그 제조방법
JP7025665B2 (ja) * 2017-05-12 2022-02-25 セントラル硝子株式会社 日射遮蔽部材

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105917474A (zh) * 2013-09-26 2016-08-31 代尔夫特科技大学 用于太阳辐射转换装置的Tm2+发光材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Near-infrared emission Ba3(PO4)2:Mn5+ phosphor and potential application in vivo fluorescence imaging;RenPing Cao等;《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》;20140301;第128卷;第671-673页 *
Photoluminescence and thermal stability of β-SiAlON:Re (Re=Sm,Dy)phosphors;Zhigang Yang等;《Optical Materials》;20130313;第35卷;第1348-1351页 *

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