The invention provides a fluorescent solar energy illumination system, which comprises a fluorescent optical waveguide component and an illumination component loaded on the surface of a two-dimensional nanometer material with CsBX3 (B containing + 2 valence elements; X containing halogen group elements) nanocrystals as the fluorescent material. The fluorescent optical waveguide component is used for converting solar energy into electric energy, including fluorescent materials and solar cells; the fluorescent material absorbs sunlight and re-emits fluorescence, and the solar cell converts the fluorescence into electric energy; the lighting component is electrically connected with the fluorescent optical waveguide component to form a closed circuit and provides illumination to the outside. The fluorescent materials used in this system have the characteristics of high energy conversion efficiency, high absorption coefficient, wide absorption spectrum, narrow emission band, high emission intensity, low self-loss, good spectral matching with solar cells, good compatibility with optical waveguide materials and stable performance. In addition, the system can also meet the application requirements of different places such as road lighting, smart home, environmental decoration and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种荧光集光太阳能照明系统
本专利技术涉及纳米复合材料和太阳能光伏器件
,特别是涉及一种荧光集光太阳能照明系统。
技术介绍
荧光集光太阳能光伏器件借助光波导介质中的荧光材料吸收太阳光并重新发射荧光,可获得更高的能量转换效率。与传统聚光太阳能电池相比,荧光集光太阳能光伏器件既可以吸收直射光和散射光,又能避免热效应造成的器件损耗,因而降低了昂贵的太阳跟踪系统和冷却系统所带来的光伏发电成本,从而具有较好的光伏建筑一体化应用前景。目前,荧光集光太阳能光伏器件在建筑领域的应用主要是作为建筑物的外装玻璃,如将这类器件应用于商业步行街的地面铺设及路边照明,在为商业区内提供照明的同时,又起到商业街道路面的修饰作用,因而具有良好的应用前景。然而,荧光材料作为荧光集光太阳能光伏器件的关键部件,存在吸光系数低、荧光量子效率低、自损耗现象严重等问题。以CsPbX3为代表的钙钛矿纳米晶因其高吸光系数、低缺陷密度、长载流子扩散距离和双极性的载流子传输等优异性能,具有良好的光学、电学特性;纳米二维材料良好的力学、光学、电学特性,有助于为纳米晶提供良好的载体和传输通道,也广泛应用于光电领域的材料研究。通过结构的优化,必将获得具有吸收系数高、吸收谱宽、发射带窄、发射强度高、自损耗小、荧光量子效率高、与太阳能电池的光谱匹配好、与光波导材料相溶性好且性能稳定的荧光材料。因此,开发一种基于纳米二维材料表面负载CsBX3(B为含有+2价态元素;X为卤族元素)纳米晶的荧光集光太阳能道路照明系统显得尤为重要。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题,本专利技术的目的是提供一种荧光集光太阳能照明系统 ...
【技术保护点】
1.一种荧光集光太阳能照明系统,其特征在于,所述照明系统包括:以纳米二维材料表面负载结构为CsBX3的纳米晶为荧光材料的荧光光波导部件和照明部件所述的荧光光波导部件,其中,B为含有+2价态元素;X为卤族元素;所述的荧光光波导部件,用于将太阳能转化为电能,包括荧光材料和太阳能电池;其中荧光材料吸收太阳光并重新发射荧光,太阳能电池再将荧光转化为电能;所述的照明部件与所述的荧光光波导部件电连接形成闭路电路,并对外提供照明。
【技术特征摘要】
1.一种荧光集光太阳能照明系统,其特征在于,所述照明系统包括:以纳米二维材料表面负载结构为CsBX3的纳米晶为荧光材料的荧光光波导部件和照明部件所述的荧光光波导部件,其中,B为含有+2价态元素;X为卤族元素;所述的荧光光波导部件,用于将太阳能转化为电能,包括荧光材料和太阳能电池;其中荧光材料吸收太阳光并重新发射荧光,太阳能电池再将荧光转化为电能;所述的照明部件与所述的荧光光波导部件电连接形成闭路电路,并对外提供照明。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统铺设于地面为街道提供照明或安装在建筑物外墙为室内提供照明和装饰。3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述的CsBX3中X单独使用Cl、Br、I或按任意比例使用两种卤族元素制备纳米晶,以获得不同带隙的荧光材料。4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述的CsBX3中B单独使用Sn、Ge元素、IIIA族In、Tl元素、VA族Bi、Sb元素、过渡金属Cu、Mn元素,或按任意比例使用上述两种或两种以上的元素制备纳米晶,以获得不同带隙的荧光材料。5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述的纳米二维材料为石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、氮化硼、黑磷以及二硫化钼,以获得不同载体负载纳米晶的荧光材料。6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述荧光材料通过以下步骤制备:S1)按照溶剂a:溶剂b体积比=1:(15~35)配制混合溶液,并按照浓度为12~42g/L添加铯源,在真空条件下加热得到铯前驱体溶液M;其中,所述的溶剂a为单不饱和脂肪酸,所述的溶剂b为碳原子数为13-24的直链烯烃;S2)按照溶剂a:溶剂b:溶剂c体积比=1:(10~30):(0.6~3.6)配制混合溶液,并按照浓度依次为5~25g/L、10~40g/L、0.1~2.5g/L添加B源、X源和纳米二维材料,在真空条件下加热得到纳米二维材料负载B、X前驱体溶液N,其中B为含有+2价态元素;X为卤族元素;所述的溶剂a为单不饱和脂肪酸,所述的溶...
【专利技术属性】
技术研发人员:林红,张琦,石京,魏雅璇,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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