光致发光半导体纳米晶体基发光太阳能聚光体制造技术

本公开描述了发光太阳能聚光体，其包括光致发光纳米颗粒。该光致发光纳米颗粒包括敏化缺陷的发光的半导体纳米晶体。该缺陷可以包括例如原子、原子团或晶格空位。该缺陷可以纳入到半导体纳米晶体中，吸附于半导体纳米晶体的表面上，或以其他方式与半导体纳米晶体的表面相关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光致发光半导体纳米晶体基发光太阳能聚光体相关申请的交叉引用本申请要求2013年7月1日提交的美国专利申请No.61/841887和2013年10月24日提交的美国专利申请No.61/895224的优先权，通过引用将其全文并入本文。政府许可权利声明本专利技术是在国家科学基金会授予的DMR-1035512和DMR-1206221的政府支持下完成的。政府在本专利技术中享有某些权利。
技术介绍
发光太阳能聚光体(LSC)收集和聚集阳光用于太阳能发电。LSC是典型地由涂有或浸有发光体的平面波导构成的设备。由涂在波导上或包含在波导中的发光体吸收的阳光被再发射到波导中，其中其被全内反射捕捉，这使其传播到待聚光的边缘以用于光转化设备，例如光伏电池(PV)。不同于基于透镜和反射镜的聚光体(其要求跟踪系统以跟随太阳的运动，并且只能聚集直接、镜面反射的(specular)阳光)，LSC是无源器件，其对于漫反射和镜面反射的阳光等同地工作良好。因此，它们的建立，安装和维护也是较不昂贵的，且更容易地集成到所建立的环境或可携式的太阳能系统中，更容忍损伤，且可用于其中几乎没有直接阳光的气候。此外，由于LSC能通过向下偏移本文档来自技高网...

【技术保护点】
发光太阳能聚光体，包括：(a)多个光致发光纳米颗粒，每个包括：(i)半导体纳米晶体；和(ii)纳米晶体缺陷，其中所述纳米晶体缺陷和半导体纳米晶体组合从而产生光致发光效应，且其中所述缺陷选自原子、原子团、晶格空位及其任何组合；和(b)波导材料，其具有悬于其中或涂覆到波导材料的表面的多个光致发光纳米颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.01 US 61/841,887;2013.10.24 US 61/895,2241.主张专有权或特权的本发明的实施方案的定义如下：发光太阳能聚光体，包括：(a)多个光致发光纳米颗粒，每个包括：(i)半导体纳米晶体；和(ii)纳米晶体缺陷，其中所述纳米晶体缺陷和半导体纳米晶体组合从而产生光致发光效应，且其中所述缺陷选自原子、原子团、晶格空位及其任何组合；和(b)波导材料，其具有悬于其中或施加到波导材料的表面的该多个光致发光纳米颗粒，其中当暴露于阳光时，光致发光纳米颗粒的半导体纳米晶体以具有第一波长的光的形式吸收能量，将所吸收的能量转移到纳米晶体缺陷，然后所述纳米晶体缺陷同时向波导材料中发出具有第二波长的光，所述第二波长长于第一波长，具有第二波长的光受到波导材料中的总内反射的捕获，然后具有第二波长的光行进通过该波导材料且被该波导材料发射或光学连通到光利用装置。2.如权利要求1所述的发光太阳能聚光体，其中所述纳米晶体缺陷位于半导体纳米晶体的表面之内或之上。3.如权利要求1所述的发光太阳能聚光体，其中光致发光纳米颗粒包含选自如下的材料：CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、ZnTe、InN、InP、AlGaAs、InGaAs、CuS、Ag2S、CuInSe2、CuInS2、In2S3、GaP、InP、GaN、AlN、GaAs、PbS、PbSe、PbTe、CuCl、Cu2S、Cu2Se、Cu2ZnSnS4、Cu2ZnSnSe4、Cu2ZnSnTe4、CuInTe2、Si、Ge、Y2O3、Y2S3、Y2Se3、NaYF4、NaYS2、LaF3、YF3、ZnO、TiO2、La2O2S、Y2O2S、Gd2O2S、Zn3N2、Zn3P2、其合金、其异质结构、及其任何组合。4.如权利要求1所述的发光太阳能聚光体，其中每个光致发光纳米颗粒还在表面上包含钝化层。5.如权利要求4所述的发光太阳能聚光体，其中钝化层包含选自如下的钝化材料：CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、ZnTe、InN、InP、AlGaAs、InGaAs、CuS、Ag2S、CuInSe2、CuInS2、In2S3、GaP、InP、GaN、AlN、GaAs、PbS、PbSe、PbTe、CuCl、Cu2S、Cu2Se,Cu2ZnSnS4、Cu2ZnSnSe4、Cu2ZnSnTe4、CuInTe2、Si、Ge、Y2O3、Y2S3、Y2Se3、NaYF4、NaYS2、LaF3、YF3、ZnO、TiO2、La2O2S、Y2O2S、Gd2O2S、Zn3N2、Zn3P2、其合金、及其任何组合。6.如权利要求1所述的发光太阳能聚光体，其中每个光致发光纳米颗粒还在表面上包含封端分子。7.如权利要求6所述的发光太阳能聚光体，其中所述封端分子选自胺、羧酸盐和/或酯、膦酸盐和/或酯、膦、氧化膦、低聚膦、硫醇、二硫醇、二硫化物、含N的杂环、及其任何组合。8.如权利要求6所述的发光太阳能聚光体，其中所述封端分子选自十二烷胺、三辛胺、油胺、三辛基磷酸盐和/或酯、三辛基氧化膦、三辛基膦、吡啶、乙酸盐和/或酯、硬脂酸盐和/或酯、肉豆蔻酸盐和/或酯和油酸盐和/或酯。9.如权利要求6所述的发光太阳能聚光体，其中所述封端分子包含选自烯烃、硅烷、丙烯酸酯和/或盐、环氧化物或其任何组合的反应性官能团。10.如权利要求1所述的发光太阳能聚光体，其中每个光致发光纳米颗粒进一步在光致发光纳米颗粒的表面上包含选自如下的无机分子：BF4-、S2–、HS–、Se2–、HSe–、Te2–、HTe–、TeS32–、OH–、NH2–、In2Se42-、SnTe44-、AsS33-、Sn2S64-、SCN-及其相关的无机分子。11.如权利要求1所述的发光太阳能聚光体，其中每个光致发光纳米颗粒还在光致发光纳米颗粒的表面上包含含有侧链的聚合物分子，该侧链包含选自膦、氧化膦、膦酸盐和/或酯、膦氧化物、吡啶、胺、酰胺、羧酸、羧酸盐和/或酯、硫醇、及其任何组合的部分。12.如权利要求1所述的发光太阳能聚光体，其中每个光致发光纳米颗粒包含芯-壳结构。13.如权利要求1所述的发光太阳能聚光体，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·E·诺勒斯，D·佩特瑞克，J·基波尔特森，S·麦克唐维尔，C·埃里克森，D·R·盖梅林，L·布拉德肖，E·J·麦克劳琳，
申请(专利权)人：西华盛顿大学，华盛顿大学商业中心，
类型：发明
国别省市：美国;US